(57)【要約】  エレクトロクロミックデバイスに制限された電力量を供給するよう構成された外部電源と、エレクトロクロミックデバイスに局所的であり且つ外部電源によって供給される制限された電力量よりも多くの電力をエレクトロクロミックデバイスに供給するよう構成されたブースト回路電源と、を備えるエレクトロクロミックデバイスが提供される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレクトロクロミックデバイスであって、
前記エレクトロクロミックデバイスに制限された電力量を供給するよう構成された外部電源と、
前記エレクトロクロミックデバイスに結合され、前記外部電源によって供給される前記制限された電力量よりも多くの電力を前記エレクトロクロミックデバイスに供給するよう構成されたブースト回路電源と、
を備える、エレクトロクロミックデバイス。
【請求項２】
前記ブースト回路電源が、前記エレクトロクロミックデバイスから１ｍ未満内に配置される、請求項１に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項３】
前記ブースト回路電源が、リン酸鉄リチウム電池を含む、請求項１に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項４】
前記ブースト回路電源が、１０００〜１５００ｍＡｈの容量を有する、請求項１に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項５】
前記外部電源が、切り換え中に前記エレクトロクロミックデバイスによって使用される最大電力の２５％未満を供給するよう構成されている、請求項１に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項６】
前記外部電源が更に、ＡＷＧゲージ１５よりも大きい接続ワイヤを含む、請求項１に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項７】
前記外部電源は、前記エレクトロクロミックデバイスに電力を無線で供給するよう構成されている、請求項１に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項８】
最大光学透過率から最小光学透過率の状態への切り換え時間が１０分未満である、請求項１に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項９】
最大光学透過率から最小光学透過率の状態への切り換え時間が５分未満である、請求項１に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項１０】
ドライバを更に備え、
前記ドライバが、
外部電源と、
ブースト回路電源と、
電源制御モジュールと、
を備え、前記電源制御モジュールが、
前記外部電源、前記ブースト回路電源、又は前記外部電源及び前記ブースト回路電源の両方から前記エレクトロクロミックデバイスに定電流を供給すること、
前記エレクトロクロミックデバイスの感知電圧が感知電圧限界に達したとき、又は前記エレクトロクロミックデバイスに移動される電荷量が目標電荷量に達したときに、前記定電流の供給を停止すること、及び、
前記外部電源、前記ブースト回路電源、又は前記外部電源及び前記ブースト回路電源の両方から前記エレクトロクロミックデバイスへの可変電圧又は可変電流のうちの一方を制御して、前記エレクトロクロミックデバイスに移動される電荷量を前記目標電荷量よりも小さく維持しながら、前記感知電圧を前記感知電圧限界に維持すること、
を含む動作を実行するよう構成されている、請求項１に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項１１】
前記エレクトロクロミックデバイスの感知電圧を測定するよう構成された１又は２以上の感知電圧端子を更に備える、請求項１に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項１２】
電流計と、前記エレクトロクロミックデバイスに移動された電荷量を測定するよう構成された積分器と、を更に備える、請求項１に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項１３】
位置の関数として変化する電気特性を有する導電層を更に備える、請求項１に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項１４】
１００ミクロンを上回る厚みを有するイオン伝導体を更に備える、請求項１に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項１５】
前記エレクトロクロミックデバイスが、エレクトロクロミック窓である、請求項１に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項１６】
フレームを更に備え、前記ブースト回路電源が前記フレームの内部に配置される、請求項１５に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項１７】
エレクトロクロミックデバイスを制御する方法であって、
制限された電力量以下である電力量を外部電源から前記エレクトロクロミックデバイスに供給するステップと、
前記エレクトロクロミックデバイスによって必要とされる電力量を決定するステップと、
前記エレクトロクロミックデバイスによって必要とされる電力量が前記制限された電力量よりも大きいことに応答して、前記エレクトロクロミックデバイスに結合されたブースト回路電源から前記エレクトロクロミックデバイスに電力を供給するステップと、
を含む、方法。
【請求項１８】
前記外部電源、前記ブースト回路電源、又は前記外部電源及び前記ブースト回路電源の両方から、一定供給電流を前記エレクトロクロミックデバイスに供給するステップと、
時間及び前記エレクトロクロミックデバイスに供給される電流の関数として、前記エレクトロクロミックデバイスに移動される電荷量を決定するステップと、
感知電圧が感知電圧限界に達したことに応答して、前記外部電源、前記ブースト回路電源、又は前記外部電源及び前記ブースト回路電源の両方から前記一定供給電流の供給を停止するステップと、
前記感知電圧が前記感知電圧限界に達したことに応答して、前記外部電源、前記ブースト回路電源、又は前記外部電源及び前記ブースト回路電源の両方から可変電圧又は可変電流のうちの一方を前記エレクトロクロミックデバイスに供給して、前記感知電圧を前記感知電圧限界に維持するステップと、
前記決定された電荷量が目標電荷量に達することに応答して、前記外部電源、前記ブースト回路電源、又は前記外部電源及び前記ブースト回路電源の両方からの可変電圧又は可変電流を前記エレクトロクロミックデバイスに供給することを終了するステップと、
を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記エレクトロクロミックデバイスによって必要とされる電力が前記制限された電力量よりも少ないときの時間期間の間、前記外部電源が電力を供給して、前記ブースト回路電源のため前記バッテリーを再充電するステップを更に含み、供給される前記外部電力が、前記制限された電力量以下である、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記エレクトロクロミックデバイスによって必要とされる電力が前記制限された電力量よりも少ないときの時間期間の間、前記外部電源が低減された電力を供給して、前記ブースト回路電源のため前記バッテリーを再充電するステップを更に含み、供給される前記低減された電力量が、前記制限された電力量よりも少ない、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロクロミックデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロクロミックガラスユニットは、電流及び電圧の印加により透過率を変えることができるエレクトロクロミックガラスを用いている。透過率の変化は通常、材料の可逆的酸化に依存する。エレクトロクロミックガラスユニットは、ボタンの押下又は他のトリガ事象時に暗色にすることができ、また、反射グレアを低減するために自動車のリアビューミラーで使用されることが多い。エレクトロクロミックデバイス用のコントローラ又はドライバは、一般に、エレクトロクロミックデバイスを充電して光学透過率を下げるために一方の極性の電圧及び電流を印加し、エレクトロクロミックデバイスを放電して光学透過率を上げるために反対の極性の電圧及び電流を印加する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
現行のシステムにおける透過率の変化は、比較的緩慢で不均一である。緩慢で不均一な発色又は切り換えは、大面積エレクトロクロミックデバイスに付随する共通の問題である。この問題は、一般に「虹彩効果」と呼ばれ、通常は、エレクトロクロミックデバイスの片側又は両側への電気的接触をもたらす透明導電コーティングを通じた電圧降下の結果である。例えば、電圧がエレクトロクロミックデバイスに最初に印加されたときには、電位は、典型的には、エレクトロクロミックデバイスの縁部近傍（電圧が印加された場所）で最大で、エレクトロクロミックデバイスの中心で最小であり、その結果として、エレクトロクロミックデバイスの縁部近傍での透過率と、エレクトロクロミックデバイスの中心での透過率との間には有意な差異が存在する可能性がある。しかしながら、時間の経過と共に、中心及び縁部間の印加された電圧の差異及び結果としてエレクトロクロミックデバイスの中心及び縁部における透過率の差異は減少する。
【０００４】
大型のエレクトロクロミックデバイスの切り換え速度を改善する１つの方法は、より多くの電力をエレクトロクロミックデバイスに供給することである。しかしながら、多大な電力の供給の導入には、幾つかの課題がある。エレクトロクロミックデバイスは、多大な電力により損傷を受ける可能性がある。切り換え中のエレクトロクロミックデバイスの透過度の不均一性（例えば、虹彩効果）が悪化する可能性がある。多大な電力を供給するのに必要とされるケーブル及び電源もまた大型であることが必要であり、これはシステムに対して追加コストを発生させる。
【０００５】
従って、要求されていることは、様々な状況において最小の追加コストで迅速且つ均一な切り換えを可能にすることができる、エレクトロクロミックデバイスへの電力供給システム及び方法である。実施形態はこの関連状況の範囲内で生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
エレクトロクロミックデバイスに制限された電力量を供給するよう構成された外部電源と、エレクトロクロミックデバイスに局所的であり且つ外部電源によって供給される制限された電力量よりも多くの電力をエレクトロクロミックデバイスに供給するよう構成されたブースト回路電源と、を備えるエレクトロクロミックデバイスが提供される。本発明の実施形態は、外部電源及び外部電源をエレクトロクロミックデバイスに接続するワイヤのサイズに関する要件を低減する。加えて、エレクトロクロミックデバイスを制御する方法であって、制限された電力量以下である電力量を外部電源から記エレクトロクロミックデバイスに供給するステップと、エレクトロクロミックデバイスによって必要とされる電力量を決定するステップと、エレクトロクロミックデバイスによって必要とされる電力量が制限された電力量よりも大きいことに応答して、エレクトロクロミックデバイスに結合されたブースト回路電源からエレクトロクロミックデバイスに電力を供給するステップと、を含む、方法が提供される。
【０００７】
実施形態の更なる説明を容易にするために、以下の図面が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ブースト回路から供給される電力を含む、経時的にエレクトロクロミックデバイスに供給される電力を描いた図である。
【図２】外部電源及びブースト回路電源を備えたエレクトロクロミックデバイスの動作を描いたプロセス図である。
【図３】本開示の実施形態による、ドライバ及びエレクトロクロミックデバイスのシステム図である。
【図４】図３のドライバの動作を描いたプロセス図である。
【図５】図３のドライバの別の動作を描いたプロセス図である。
【図６】図３のドライバを用いたエレクトロクロミックデバイスの充電を描いた電圧及び電流対時間のグラフである。
【図７】図３のドライバを用いたエレクトロクロミックデバイスの放電を描いた電圧及び電流対時間のグラフである。
【図８】エレクトロクロミックデバイスを充放電するために図３のドライバで使用するのに好適な電源及び電圧検知回路の回路図である。
【図９】エレクトロクロミックデバイスにおいて電荷を隔離するために図３のドライバで使用するのに好適な別の電源及び電圧検知回路の回路図である。
【図１０Ａ】図３のシステムを用いて実施することができる、エレクトロクロミックデバイスを制御する方法のフロー図である。
【図１０Ｂ】図３のシステムを用いて実施することができる、エレクトロクロミックデバイスを制御する方法のフロー図である。
【図１０Ｃ】図３のシステムを用いて実施することができる、エレクトロクロミックデバイスの隔離を制御する方法のフロー図である。
【図１１】本明細書で記載される実施形態を実装することができる例示的なコンピュウータデバイスを示す図である。
【図１２】本開示の第１の実施形態による、エレクトロクロミックデバイス１の断面構造図である。
【図１３】層１０６，１０８，１１０，１１４，１１８，１２０，１２２及び他のエレクトロクロミックデバイス、スペーサ１２４、シール１２６，１２８、及びドライバ又はコントローラ組立体１４８を示す、一体形グレージングユニット１００の斜視分解組立図である。
【図１４】図１３の一体形グレージングユニット１００のコントローラ組立体１４８の斜視分解組立図である。
【図１５】コントローラ組立体１４８が一体形グレージングユニット１００の縁部と面一又は埋め込まれた状態の組み付けられた一体形グレージングユニット１００の斜視図である。
【図１６】エレクトロクロミックデバイスの１つの基板１２２がエレクトロクロミックデバイスの別の基板からオフセットされて端子４１２，４１４が露出している領域におけるエレクトロクロミックデバイスの端子４１２，４１４を示す、一体形グレージングユニット１００の１つのコーナー部の斜視図である。
【図１７】図１６に示す一体形グレージングユニット１００のコーナー部の斜視分解組立図である。
【図１８】エレクトロクロミックデバイスの露出した端子５０２を示す、一体形グレージングユニット１００の別のコーナー部の斜視図である。
【図１９】経時的に２つの異なる速度でエレクトロクロミックデバイスに供給される電荷を示す図であり、ブースト回路を用いてより高速で電荷が供給される。
【図２０】エレクトロクロミック窓（又は別の実施形態では、別の電動デバイス）に対して電力を供給するための電源及びブースト回路を動作させる方法のフロー図である。
【図２１】エレクトロクロミック窓（又は別の実施形態では、別の電動デバイス）に対して電力を供給するための電源及びブースト回路を動作させる方法のフロー図である。
【図２２】複数のエレクトロクロミック窓及び分散型ブースト回路電源システムを示す図である。
【図２３】複数のエレクトロクロミック窓及び単一のブースト回路電源を備えたシステムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
対応する参照符号は、図面全体を通じて対応する要素を示す。加えて、異なる図における層の相対的な厚さは、実際の寸法関係を表すものではない。例えば、基板は通常、他の層よりも遙かに厚みがある。各図は、結合原理を例示する目的でのみ描かれており、寸法情報を与えるために描かれたものではない。
【００１０】
（略語及び定義）
以下の定義は、本開示の実施形態をより良く規定するため、及び当業者を本開示の実施に導くために提供される。別段の記載がない限り、用語は、関連技術における当業者による従来の用法に従って理解されるべきである。
【００１１】
明細書及び特許請求の範囲における用語「第１」、「第２」、「第３」、「第４」及び同様のものは、存在する場合、必ずしも特定の順番又は時系列を記載することを目的とせずに、類似の要素同士を区別する目的で使用される。そのように使用される用語は、例えば、本明細書に記載される実施形態が、例示された又はその他本明細書で記載される以外の順番で実施可能であるように、適切な状況下で置き換えが可能であることを理解されるべきである。更に、用語「含む」及び「有する」並びにこれらのあらゆる変形は、列挙される要素を含む動作、工程、方法、システム、物品、デバイス、又は装置が、必ずしもこれらの要素に限定されず、明示的に列挙されていない他の要素、又はこのような動作、工程、方法、システム、物品、デバイス、又は装置に内在されていない他の要素を含むことができるように、非排他的な包含を網羅することが意図される。
【００１２】
明細書及び特許請求の範囲における用語「左」、「右」、「前」、「後」、「上部」、「下部」、「上方」、「下方」及び同様のものは、存在する場合、説明の目的で使用され、必ずしも不変の相対的位置を記述する目的で使用されるものではない。このように使用される用語は例えば、本明細書に記載される本開示の実施形態が、ここで例示されるか又はその他本明細書で記載される以外の他の位置付けで実施可能であるように、適切な状況下で置き換えが可能であることを理解されるべきである。
【００１３】
用語「結合する（ｃｏｕｐｌｅ）」、「結合された（ｃｏｕｐｌｅｄ）」、「結合する（ｃｏｕｐｌｅｓ）」、「結合している（ｃｏｕｐｌｉｎｇ）」及び同様のものは、広義に理解されるべきであり、２つ以上の要素又は信号を、電気的に、イオン的に、機械的に、及び／又は他の方法で接続することを意味する。２つ以上の電気的要素は、電気的に結合され得るが、機械的又は他の方法では結合されず、２つ以上の機械的要素は、機械的に結合され得るが、電気的又は他の方法では結合されず、２つ以上の電気的要素は、機械的に結合され得るが、電気的又は他の方法では結合されない。結合は、あらゆる時間の長さ（例えば、永続的、又は半永続的、又は瞬間的のみ）であってもよい。
【００１４】
「電気的結合」及び同様のものは、広義に理解されるべきであり、電力信号、データ信号、及び／又は電気信号の他のタイプ又は組み合わせであっても、あらゆる電気信号が関与する結合を含む。
【００１５】
「イオン結合」及び同様のものは、広義に理解されるべきであり、別の層もしくは組成物間のイオンの移動が関与するか又は許容される結合を含む。
【００１６】
「機械的結合」及び同様のものは、広義に理解されるべきであり、あらゆるタイプの機械的結合を含む。
【００１７】
「解除可能に」、「解除可能」及び同様の単語が、「結合された」及び同様の単語の近傍に存在しないことは、当該対象の結合その他が解除可能であること又は解除可能でないことを意味するものではない。
【００１８】
「アノードエレクトロクロミック層」及び「アノードエレクトロクロミック材料」という用語は、イオン及び電子の除去時に電磁放射線に対する透過性が低下する電極層又は電極材料をそれぞれ意味する。
【００１９】
「脱色」という用語は、エレクトロクロミック材料が第１の光学的状態から第２の光学的状態へ遷移することを意味し、ここで第１の光学的状態は第２の光学的状態よりも透過性が低い。
【００２０】
「脱色状態電圧」という用語は、アノードエレクトロクロミック層の透過率が「完全に脱色された状態」の透過率の９５％であるときの、１Ｍの過塩素酸リチウムを含有するプロピレンカルボナート溶液中の電気化学セルにおけるＬｉ／Ｌｉ＋に対するアノードエレクトロクロミック層の開路電圧（ＶOC）を意味する。
【００２１】
「カソードエレクトロクロミック層」、及び「カソードエレクトロクロミック材料」という用語は、イオン及び電子の挿入時に電磁放射線に対する透過性が低下する電極層又は電極材料をそれぞれ意味する。
【００２２】
「着色効率」、又は「ＣＥ」という用語は、層の光学濃度がどのように変化するかをその充電状態の関数として定量化するエレクトロクロミック層の特性を意味する。ＣＥは、構造、材料の相、及び／又は組成の差異に起因した層作製に依存して著しく変化する可能性がある。これらの差異は、色として現れる電子遷移の確率に影響を与える。このため、ＣＥは、酸化還元中心の特性、これらの局所環境、及びこれらの相対比率の全体を包含する、エレクトロクロミック層の高感度の定量的な記述子である。ＣＥは、光学的吸収の変化と通過した電荷密度の量との比から算出される。反射率に顕著な変化がない場合、この波長依存の特性は、対象としている遷移にわたって次式を用いて測定することができる。
【００２３】
【数１】
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【００２４】
式中、ＱAは通過面積当たりの電荷、Ｔiniは初期透過率、Ｔfinalは最終透過率である。アノード着色層に関し、この値は、負の値であり、絶対（非負）値で記述することもできる。ＣＥを算出するのに、透過率と電荷を同時に測定する簡単な電気光学装置を用いることができる。或いは、最終の透過状態は、電気的切り換えの前後でエクスサイチュ（ｅｘ  ｓｉｔｕ）で測定することができる。代替として、ＣＥは自然対数ベースで報告される場合があり、この場合、報告される値は約２．３倍大きい。
【００２５】
「暗色化」という用語は、第１の光学的状態から第２の光学的状態へのエレクトロクロミック材料の遷移を意味し、ここで第１の光学的状態は、第２の光学的状態よりも透過性がより高い。
【００２６】
「エレクトロクロミック材料」という用語は、イオン及び電子の挿入又は引き出しの結果として、電磁放射線に対する透過率が可逆的に変化する材料を意味する。例えば、エレクトロクロミック材料は、着色した半透明状態と透明状態との間で変化することができる。
【００２７】
「エレクトロクロミック層」という用語は、エレクトロクロミック材料を含む層を意味する。
【００２８】
「電極層」という用語は、イオン及び電子を伝導することができる層を意味する。電極層は、イオンが材料に挿入される際に還元することができる化学種を含有し、また、イオンが層から引き出される際に酸化することができる化学種を含有する。電極層中の化学種の酸化状態におけるこの変化は、デバイスにおける光学特性の変化の原因となる。
【００２９】
「電気電位」、又は単に「電位」という用語は、電極／イオン伝導体／電極組立体を含むデバイスの両端に生じる電圧を意味する。
【００３０】
「電気化学的に一致した」という用語は、類似の電荷容量及び相補的酸化状態を有する一組のカソード及びアノードエレクトロクロミック膜又は材料であって、好適なイオン伝導及び電気絶縁層によって接合されたときに、膜又は材料それぞれの理論電荷容量の相当な範囲にわたって可逆的切り換え挙動を示す機能的エレクトロクロミックデバイスが形成されるようなものを意味する。
【００３１】
アノードエレクトロクロミック材料に関連して使用される場合、「完全な脱色状態」という用語は、１Ｍの過塩素酸リチウムを含有するプロピレンカルボナート溶液中、２５℃でＬｉ／Ｌｉ＋に対して（無水条件下、及びＡｒ雰囲気中）１．５Ｖ以上である電気化学セルにおいて、アノードエレクトロクロミック層の最大透過率の状態を意味する。
【００３２】
用語「ハライド（ｈａｌｉｄｅ）」、「ハロゲン（ｈａｌｏｇｅｎ）」又は「ハロ（ｈａｌｏ）」は、本明細書中において単独で又は別の基の一部として使用される場合、塩素、臭素、フッ素及びヨウ素を示す。
【００３３】
本明細書で使用される場合、「無機エレクトロクロミック膜」又は「無機エレクトロクロミック材料」は、エレクトロクロミックデバイスのサイクル中に、可逆的な酸化及び還元反応を受ける金属を含む膜又は材料をそれぞれ含む。無機エレクトロクロミック材料及び膜は、一般的な有機溶媒及び中性水性溶媒における溶解度に欠けており、典型的には、金属イオンが架橋され且つ酸化物、硫化物、窒化物及びハロゲン化物、又はリン酸塩又は硫酸塩などの錯体分子無機アニオンなどの対アニオンを共有する３次元骨格構造を有する。３次元格子中に金属イオン及び炭素含有対アニオンを含むエレクトロクロミック膜もまた知られている。これらは、粒子ベースのエレクトロクロミック材料とすることができる。例として、プルシアンブルー、プルシアンブルー類縁体、ニトロプルシド化合物、並びに金属イオン及びシアン化物アニオン、又はシアン化物に類似した他のアニオンを含む他の骨格化合物が挙げられる。これらの系はまた、有機金属エレクトロクロミック材料と呼ぶことができる。
【００３４】
「透過率」という用語は、エレクトロクロミック膜を介して透過する光の割合を意味する。別段の記載がない限り、エレクトロクロミック膜の透過率は、数値ＴVISで表される。ＴVISは、スペクトル明所視感効率Ｉ＿ｐ（ラムダ）（ＣＩＥ、１９２４）を重み付け係数として用いて、４００〜７３０ｎｍの波長範囲の透過スペクトルを積分することによって算出／取得される（参考：ＡＳＴＭ  Ｅ１４２３）。
【００３５】
「透明」という用語は、例えば、材料の向こう側又は材料の裏側に位置する物体を、適切な画像感知技術を用いて明瞭に視認又は撮像できるような、材料を通る電磁放射線の実質的な透過を表すのに使用される。
【００３６】
本明細書中において単独で使用される場合又は別の基の一部として使用される場合、用語「アミン（ａｍｉｎｅ）」又は用語「アミノ（ａｍｉｎｏ）」は、化学式−Ｎ（Ｒ8）（Ｒ9）の基を表し、式中、Ｒ8及びＲ9は、独立して、水素、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、シリルであり、或いは、Ｒ8及びＲ9は、一緒になって、置換又は非置換の環式成分又は多環式部分を形成し、各々がこのような用語に関連して定義される場合、典型的には３個〜８個の原子を環に有する。例えば、「置換（された）アミン」は、Ｒ8及びＲ9のうちの少なくとも１つが水素以外である、化学式−Ｎ（Ｒ8）（Ｒ9）の基を指す。例えば、「非置換アミン」は、Ｒ8及びＲ9が共に水素である式−Ｎ（Ｒ8）（Ｒ9）の基を指す。
【００３７】
本明細書中において単独で使用される場合又は別の基の一部として使用される場合、用語「アリール（ａｒｙｌ）」は、フェニル、ビフェニル、ナフチル、置換フェニル、置換ビフェニル又は置換ナフチルなど任意選択的に置換された単素環式芳香族基、好ましくは、６個〜１２個の炭素を環部分に含有する単環式基又は二環式基を示す。フェニル及び置換フェニルが、より好ましいアリールである。
【００３８】
本明細書において単独で使用される場合又は別の基の一部として使用される場合、用語「ハライド（ｈａｌｉｄｅ）」、「ハロゲン（ｈａｌｏｇｅｎ）」又は「ハロ（ｈａｌｏ）」は、塩素、臭素、フッ素及びヨウ素を示す。
【００３９】
本明細書において使用される場合、用語「重ねせん断強度」は、接着破壊又は凝集破壊が生じる応力ポイントを指す。
【００４０】
本明細書中で使用される場合、用語「シリル（ｓｉｌｙｌ）」は、一般式−Ｓｉ（Ｘ8）（Ｘ9）（Ｘ10）（式中、Ｘ8、Ｘ9及びＸ10は独立してヒドロカルビル又は置換ヒドロカルビルである）の置換基を表す。
【００４１】
本明細書で記載される「置換ヒドロカルビル基」部分は、炭素鎖原子がヘテロ原子（例えば、窒素、酸素、ケイ素、リン、ホウ素、硫黄又はハロゲン原子など）で置換される部分を含めて、炭素以外の少なくとも１つの原子で置換されるヒドロカルビル部分である。これらの置換基には、ハロゲン、ヘテロシクロ、アルコキシ、アルケノキシ、アルキノキシ、アリールオキシ、ヒドロキシ、保護されたヒドロキシ、ケト、アシル、アシルオキシ、ニトロ、アミノ、アミド、ニトロ、シアノ、チオール、ケタール、アセタール、エステル、エーテル及びチオエーテルが含まれる。
【００４２】
（エレクトロクロミックデバイス電源）
【００４３】
本開示は、エレクトロクロミックデバイスに制限された電力量を供給するよう構成された外部電源と、エレクトロクロミックデバイスに結合され、外部電源によって供給される制限された電力量よりも多くの電力をエレクトロクロミックデバイスに供給するよう構成されたブースト回路電源と、を備えるエレクトロクロミックデバイスを記載している。これは、外部電源並びに外部電源をエレクトロクロミックデバイスに接続するワイヤのサイズに関する要件を低減することを含めて、幾つかの理由から有用である。更に、本開示は、エレクトロクロミックデバイスを制御する方法を記載しており、本方法は、制限された電力量以下である電力量を外部電源からエレクトロクロミックデバイスに供給するステップと、エレクトロクロミックデバイスによって必要とされる電力量を決定するステップと、エレクトロクロミックデバイスによって必要とされる電力量が制限された電力量よりも大きいことに応答して、エレクトロクロミックデバイスに結合されたブースト回路電源から前記エレクトロクロミックデバイスに電力を供給するステップと、を含む。
【００４４】
更に、エレクトロクロミックデバイスは、電源制御モジュールを備えたドライバを含むことができ、電源制御モジュールは、外部電源、ブースト回路電源、又は外部電源及びブースト回路電源の両方から定電流を供給すること、エレクトロクロミックデバイスの感知電圧が感知電圧限界に達したとき、又はエレクトロクロミックデバイスに移動される電荷量が目標電荷量に達したときに、定電流の供給を停止すること、及び、外部電源、ブースト回路電源、又は外部電源及びブースト回路電源の両方からエレクトロクロミックデバイスへの可変電圧又は可変電流のうちの一方を制御して、エレクトロクロミックデバイスに移動される電荷量が目標電荷量よりも小さく維持しながら、感知電圧限界で感知電圧を維持すること、を含む動作を実行するよう構成されている。
【００４５】
本明細書で記載される一部の実施形態において、エレクトロクロミックデバイスは、エレクトロクロミック窓又はドアである。一部の実施形態において、エレクトロクロミックデバイスは、エレクトロクロミック窓又はドアであり、ブースト回路電源は、フレーム又はＩＧＵの内部に位置する。このことは、エレクトロクロミック窓又はドアが移動可能である場合に特に有用とすることができ、特にエレクトロクロミックデバイスが開放位置にあり、配線から切断されている場合に、エレクトロクロミックデバイスがあらゆる位置で電力供給を受ける可能性があることに起因する。この実施形態において、エレクトロクロミック窓又はドアの内部に位置するブースト回路電源は、同様にエレクトロクロミック窓又はドアの内部に位置するドライバと組み合わされる場合もあれば、組み合わされない場合もある。一部の実施形態において、ブースト回路電源は、エレクトロクロミック窓から分離されている。１つのブースト回路が２以上のドライバに供給する１つの実施形態において、ブースト回路は、ドライバと共にキャビネット又は他のハウジング内に存在するか、或いは、ドライバ及びエレクトロクロミックデバイスに局所的な何れかの位置に存在することができる。電力は、エレクトロクロミックデバイスに供給されて、エレクトロクロミックデバイスを充放電する。デバイスを充電及び放電することにより、デバイスの透過率が１つの光透過状態から別の光透過状態に変化する。外部電源は、エレクトロクロミックデバイスから離れて（すなわち、１０ｍを超えて離れて）配置することができる。外部電源は、ワイヤ（すなわち、ケーブル）を用いてエレクトロクロミックデバイスに接続することができる。一部の事例では、１つの外部電源が複数のエレクトロクロミックデバイスに電力を供給することができる。時間の大部分において、エレクトロクロミックデバイスは、アイドル状態（すなわち、切り換えしていない）にあり、エレクトロクロミックデバイスに供給されるアイドル電力は小さい。切り換えの際には、エレクトロクロミックデバイスに供給される電力量は、アイドル電力レベルよりも何倍も大きくなる可能性がある。
【００４６】
エレクトロクロミックデバイスにおいては、２つの電源、すなわち、外部電源及びブースト回路電源を用いることができる。一部の実施形態において、ブースト回路電源は、エレクトロクロミックデバイスを１回以上切り換えるのに十分な容量を有する充電式バッテリーを含むことができる。ブースト回路電源は、エレクトロクロミックデバイスに近接して（すなわち、局所的に）配置する（すなわち、１ｍ未満離れて）ことができる。ブースト回路電源は、ワイヤ（すなわち、ケーブル）を用いてエレクトロクロミックデバイスに接続することができる。外部電源は、「制限された電力量」をエレクトロクロミックデバイスに供給するのに用いることができるが、この「制限された電力量」は超えない。ブースト回路電源は、外部電源によって供給される「制限された電力量」よりも大きい電力をエレクトロクロミックデバイスに供給するのに用いることができる。外部電源は、ブースト回路電源と比べて比較的小さくすることができる。外部電源の最大電力出力は、ブースト回路電源の最大電力出力と比べて小さくすることができる。
【００４７】
外部電源及びブースト回路電源を含めることに対して複数の利点がある。外部電源は、有意に小型化することができ、これにより外部電源のコストが低減され、外部電源の平均効率が向上する。時間の大部分がエレクトロクロミックデバイスにアイドル電力を供給しており、電源は通常、供給できる最大電力よりも遙かに低い供給電力で非効率であるので、外部電源の平均効率は改善される。外部電源を接続するワイヤはより小さく（すなわち、より大きなゲージ）することができ、これによりワイヤのコストが低減され、デバイスの設置に有利とすることができる。外部電源が離れて配置され（すなわち、１０ｍを超えて離れて）、ブースト回路電源がエレクトロクロミックデバイスに近接して（すなわち、１ｍ未満離れて）配置される場合には、より小さなワイヤが特に有利である。
【００４８】
図１は、経時的にエレクトロクロミックデバイスに供給される電力を描いている。ｙ軸が電力で、ｘ軸が時間である。実線の曲線は、外部電源から供給される電力である。破線の曲線は、切り換えの際にエレクトロクロミックデバイスを充電（又は放電）するのに必要な電力である。ｔ0未満の時間では、エレクトロクロミックデバイスはアイドル状態であり、外部電源によって供給される電力は、アイドル電力レベルである。時間ｔ0では、エレクトロクロミックデバイスは、１つの光透過状態から別の光透過状態（すなわち、充電又は放電）への切り換えを始め、必要とされる電力は、外部電源により供給することができる最大入力電力（すなわち、制限された電力量、又は最大入力電力）よりも大きい。時間ｔ0で必要とされる電力は、制限された電力量（すなわち、最大入力電力）よりも大きいので、ブースト回路電源が、エレクトロクロミックデバイスに電力を供給する。一部の事例では、エレクトロクロミックデバイスによって必要とされる電力が、外部電源から供給することができる制限された電力量よりも大きいときには、外部電源及びブースト回路電源の両方により電力を供給することができる。時間ｔ0とｔ1の間でエレクトロクロミックデバイスによって必要とされる電力が最大値に達し、その後、減少し始める。一部の事例では、エレクトロクロミックデバイスによって必要とされる高電力の安定状態、及び減少するレベルの電力を必要とする期間が存在することができる。時間ｔ1において、エレクトロクロミックデバイスによって必要とされる電力が減少して、外部電源によって供給することができる制限された電力量を下回り、この時点で、エレクトロクロミックデバイスに供給される電力は、外部電源単独によって供給することができる。時間ｔ2において、エレクトロクロミックデバイスはもはや、１つの光透過状態から別の光透過状態に切り換えるための電力を必要としないが、所与の光透過状態を維持するために、エレクトロクロミックデバイスに対して幾らかの電力が依然として必要とされる可能性がある。
【００４９】
一部の実施形態において、ブースト回路電源は、充電式バッテリーを含む。時間ｔ1の後、エレクトロクロミックデバイスによって必要とされる電力量は、外部電源によって供給することができる制限された電力量よりも少なく、外部電源は、ブースト回路電源用にバッテリーを再充電し始めることができる。一部の事例では、時間ｔ3において、バッテリーはほぼ完全に充電されており、ブースト回路電源用にバッテリーを再充電するのに供給される電力が低減される。時間ｔ4において、バッテリーは完全に充電され、外部電源は、ブースト回路電源用にバッテリーへの電力の供給を止めることができる。時間ｔ4において、外部電源は、アイドル電力レベルの供給に戻ることができる。
【００５０】
一部の事例では、エレクトロクロミックデバイスの外部電源は、ブースト回路電源のバッテリーを再充電し、バッテリーが７０％を超えて充電されたとき、又は８０％を超えて充電されたとき、又は９０％を超えてされたとき、或いは９５％を超えて充電されたときに、バッテリーを充電するのに供給される電力を低減する。
【００５１】
図２は、外部電源及びブースト回路電源を備えたエレクトロクロミックデバイスの動作を描いたプロセス図である。中央の質問は、エレクトロクロミックデバイスが外部電源から供給することができる制限された電力量よりも多くの電力を必要とするかどうかである。回答がはいであり、エレクトロクロミックデバイスによって必要とされる電力が、外部電源から供給することができる制限された電力量を超える場合には、ブースト回路電源により電力を供給することができる。一部の実施形態において、回答がはいであり、エレクトロクロミックデバイスによって必要とされる電力が、外部電源から供給することができる制限された電力量を超える場合には、外部電源及びブースト回路電源が共に電力を供給することもができる。
【００５２】
外部電源及びブースト回路電源を備えたエレクトロクロミックデバイスは、外部電源が、エレクトロクロミックデバイスによって使用される最大電力の５％未満、又はエレクトロクロミックデバイスによって使用される最大電力の１０％未満、又はエレクトロクロミックデバイスによって使用される最大電力の１５％未満、又はエレクトロクロミックデバイスによって使用される最大電力の２０％未満、又はエレクトロクロミックデバイスによって使用される最大電力の２５％未満、又はエレクトロクロミックデバイスによって使用される最大電力の３０％未満、又はエレクトロクロミックデバイスによって使用される最大電力の１〜５％、又はエレクトロクロミックデバイスによって使用される最大電力の１〜１０％、又はエレクトロクロミックデバイスによって使用される最大電力の１〜１５％、又はエレクトロクロミックデバイスによって使用される最大電力の１〜２０％、又はエレクトロクロミックデバイスによって使用される最大電力の１〜２５％、又はエレクトロクロミックデバイスによって使用される最大電力の１〜３０％を供給する、ように構成することができる。
【００５３】
外部電源及びブースト回路電源を備えたエレクトロクロミックデバイスは、リン酸鉄リチウム電池を含むブースト回路電源を有することができる。外部電源及びブースト回路電源を備えたエレクトロクロミックデバイスは、容量が１００〜１００００ｍＡｈ、又は１００〜５０００ｍＡｈ、又は１００〜２５００ｍＡｈ、又は１００〜１５００ｍＡｈ、又は５００〜１００００ｍＡｈ、又は１０００〜１００００ｍＡｈ、又は１０００〜５０００ｍＡｈ、又は１０００〜２５００ｍＡｈ、又は１０００〜１５００ｍＡｈのリン酸鉄リチウム電池を含むブースト回路電源を有することができる。
【００５４】
一部の実施形態において、外部電源及びブースト回路電源を備えたエレクトロクロミックデバイスは、２回以上、又は３回以上、又は４回以上、又は５回以上、又は６回以上、又は１１回以上、又は１〜１０回、又は１〜５回、又は２〜５回、又は３〜５回エレクトロクロミックデバイスを完全に充放電することができる容量のリン酸鉄リチウム電池を含むブースト回路電源を有することができる。
【００５５】
一部の実施形態において、外部電源及びブースト回路電源を備えたエレクトロクロミックデバイスは、バッテリーが浅い放電動作になるように動作するリン酸鉄リチウム電池を含むブースト回路電源を有することができる。一部の実施形態において、外部電源及びブースト回路電源を備えたエレクトロクロミックデバイスは、バッテリー充電が、全容量の６０％、又は全容量の７０％、又は全容量の８０％、又は全容量の９０％を下回らないように動作するリン酸鉄リチウム電池を含むブースト回路電源を有することができる。一部の実施形態において、外部電源及びブースト回路電源を備えたエレクトロクロミックデバイスは、典型的なデバイスの充電又は放電サイクル中にバッテリー充電が、全容量の６０％、又は全容量の７０％、又は全容量の８０％、又は全容量の９０％を下回らないように動作するリン酸鉄リチウム電池を含むブースト回路電源を有することができる。一部の実施形態において、外部電源及びブースト回路電源を備えたエレクトロクロミックデバイスは、最大光透過状態から最小光透過状態までデバイスを変化させる充電又は放電サイクル中にバッテリー充電が、全容量の６０％、又は全容量の７０％、又は全容量の８０％、又は全容量の９０％を下回らないように動作するリン酸鉄リチウム電池を含むブースト回路電源を有することができる。
【００５６】
一部の実施形態において、外部電源及びブースト回路電源を備えたエレクトロクロミックデバイスは、５年を超える、又は１０年を超える、又は１５年を超える、又は２０年を超える、又は１〜２０年、又は１〜１５年、又は１〜１０年、又は５〜２０年、又は５〜１５年のバッテリー寿命を有するリン酸鉄リチウム電池を含むブースト回路電源を有することができる。一部の実施形態において、外部電源及びブースト回路電源を備えたエレクトロクロミックデバイスは、１０００サイクルを超える、又は２０００サイクルを超える、又は５０００サイクルを超える、又は１００００サイクルを超える、又は２００００サイクルを超える、又は１０００〜２００００サイクル、又は１０００〜１００００サイクルのバッテリー寿命を有するリン酸鉄リチウム電池を含むブースト回路電源を有することができる。
【００５７】
外部電源及びブースト回路電源を備えたエレクトロクロミックデバイスは、あらゆるタイプの充電式バッテリーを含むブースト回路電源を有することができる。より具体的には、外部電源及びブースト回路電源を備えたエレクトロクロミックデバイスは、リン酸鉄リチウム電池、又はＮｉＣｄ電池、又はＮｉ金属水素化物電池、又は鉛酸電池、又はＬｉイオン電池、又はＬｉイオンポリマー電池、又はＣｏ系Ｌｉイオンポリマー電池、又はＭｎ系Ｌｉイオンポリマー電池、又はリン酸系Ｌｉイオンポリマー電池、又は充電式アルカリ電池、又はＬｉ硫黄電池、又はＮａイオン電池、又は薄膜Ｌｉ電池、又はＺｎＢｒ電池、又はＺｎＣｅ電池、又はＶレドックス電池、又はＮａ硫黄電池、又は溶融塩電池、又はＡｇＺｎ電池を含むブースト回路電源を有することができる。上記リスト中のデバイスの電池の何れもが、１００〜１００００ｍＡｈ、又は１００〜５０００ｍＡｈ、又は１００〜２５００ｍＡｈ、又は１００〜１５００ｍＡｈ、又は５００〜１００００ｍＡｈ、又は１０００〜１００００ｍＡｈ、又は１０００〜５０００ｍＡｈ、又は１０００〜２５００ｍＡｈ、又は１０００〜１５００ｍＡｈの容量を有することができる。
【００５８】
外部電源及びブースト回路電源を備えたエレクトロクロミックデバイスは、あらゆるタイプの電気エネルギー貯蔵装置を含むブースト回路電源を有することができる。より具体的には、外部電源及びブースト回路電源を備えたエレクトロクロミックデバイスは、ある範囲の電気化学的電池及びキャパシタ又はスーパーキャパシタもしくはウルトラキャパシタを含む固体電池、又は電解質溶液中にエネルギーが直接蓄えられるフロー電池、又は回転エネルギーを利用して瞬間電気を供給する機械装置を含むフライホイール、又は圧縮空気エネルギー貯蔵装置、又は超電導磁気エネルギー貯蔵装置を含むブースト回路電源を有することができる。
【００５９】
外部電源及びブースト回路電源を備えたエレクトロクロミックデバイスは、１ｍを超えて、又は２ｍを超えて、又は５ｍを超えて、又は１０ｍを超えて、又は１５ｍを超えて、又は２０ｍを超えて、又は３０ｍを超えて、又は４０ｍを超えて、又は５０ｍを超えて、又は１００ｍを超えて、又は１〜１０００ｍ、又は１〜１００ｍ、又は１〜５０ｍ、又は１〜２０ｍ、又は１０〜１０００ｍ、又は１０〜１００ｍ、又は１０〜５０ｍエレクトロクロミックデバイスから離れた距離に配置された外部電源を有することができる。外部電源及びブースト回路電源を備えたエレクトロクロミックデバイスは、１０ｍ未満、又は５ｍ未満、４ｍ未満、又は３ｍ未満、又は２ｍ未満、又は１ｍ未満、又は０．１ｍ未満、又は０．０１ｍ未満、又は０．００１〜５ｍ、又は０．００１〜１ｍ、又は０．００１〜０．１ｍ、又は０．１〜１０ｍ、又は０．１〜５ｍ、又は０．１〜１ｍエレクトロクロミックデバイスから離れた距離に配置されたブースト回路電源を有することができる。
【００６０】
外部電源及びブースト回路電源を備えたエレクトロクロミックデバイスは、ＡＷＧゲージが、１５を超える、又は１６を超える、又は１７を超える、又は１８を超える、又は１９を超える、又は２０を超える、又は２１を超える、又は２２を超える、又は２３を超える、又は２４を超える、又は２５を超える、又は２６を超える、又は２７を超える、又は２８を超える、又は２９を超える、又は３０を超える、又は３１を超える、又は３２を超える、又は３３を超える、又は３４を超える、又は３５を超える、又は３６を超える、又は３７を超える、又は３８を超える、又は３９を超える、又は４０を超える、又は１５〜４０、又は２０〜４０、又は２５〜４０、又は３０〜４０、又は３５〜４０、又は１５〜２５、又は１５〜３０、又は２０〜２５、又は２０〜３０である、外部電源をエレクトロクロミックデバイスに接続するワイヤを有することができる。
【００６１】
外部電源及びブースト回路電源を備えたエレクトロクロミックデバイスは、エレクトロクロミックデバイスに電力を無線で供給するよう構成された外部電源を有することができる。このようなシステムにおいて、外部電源は、エレクトロクロミックデバイスに接続するワイヤを有していない場合もある。外部電源及びブースト回路電源を備えたエレクトロクロミックデバイスは、電力を無線伝送するために、近接場結合誘導（磁気）結合、又は近接場共振誘導結合、又は近接場容量結合、又は近接場共振容量結合、又は大気プラズマチャネル結合、又は磁気駆動結合などの非放射技術を用いて、或いは、マイクロ波又はレーザなどの遠方界放射技術を用いて、エレクトロクロミックデバイスに電力を無線で供給するよう構成された外部電源を有することができる。
【００６２】
外部電源及びブースト回路電源を備えたエレクトロクロミックデバイスは、３０分未満、又は２５分未満、又は２０分未満、又は１５分未満、又は１０分未満、又は５分未満、又は５分〜３０分、又は５分〜２０分、又は５分〜１５分、又は５分〜１０分、又は１分〜３０分、又は１分〜２０分、又は１分〜１０分、又は１〜５分で最大光学透過率から最小光学透過率の状態に切り換えることができる。外部電源及びブースト回路電源を備えたエレクトロクロミックデバイスは、３０分未満、又は２５分未満、又は２０分未満、又は１５分未満、又は１０分未満、又は５分未満、又は５分〜３０分、又は５分〜２０分、又は５分〜１５分、又は５分〜１０分、又は１分〜３０分、又は１分〜２０分、又は１分〜１０分、又は１〜５分で第１の光学透過率から第２の光学透過率の状態に切り換えることができる。
【００６３】
ブースト回路電源はまた、エレクトロクロミックデバイスが外部電源から遮断又は接続解除された状況において電力を供給することができる。このような状況は、外部電源に供給される電力の停電又は外部電源の故障を含むことができる。一部の事例では、エレクトロクロミックデバイスは、ユーザの操作によって外部電源から接続解除することができる。例えば、エレクトロクロミックデバイスがエレクトロクロミック窓又はドア組立体の一部である場合には、組立体は、開放時にエレクトロクロミックデバイスを外部電源から接続解除するよう構成することができる。これらの状況において、ブースト回路電源は、エレクトロクロミックデバイスを第１の透過率状態から第２の透過率状態に切り換えるために電力をエレクトロクロミックデバイスに供給するか、又は、特定の透過率状態を維持するために電力を供給することができる。
【００６４】
（エレクトロクロミックデバイスのドライバ）
【００６５】
エレクトロクロミックガラスのようなエレクトロクロミックデバイス用のドライバについて、以下で記載される。ドライバは、デバイスに対する安全作動範囲を超えることなく確実に反復してエレクトロクロミックデバイスを充電及び放電することができる。これを実行するために、ドライバは、エレクトロクロミックデバイスに移動された電荷のレベルをモニタすることができ、感知電圧が限界を超えない限りエレクトロクロミックデバイスに定電流を提供する。感知電圧限界に到達した場合、ドライバは、感知電圧を感知電圧限界に維持するために印加される可変電圧又は可変電流に変える。以下でより詳細に記載される実施形態は、エレクトロクロミックデバイスを損傷から保護する。一部の事例では、エレクトロクロミックデバイスに移動された電荷量が目標電荷量を満たしたときに電圧及び電流の印加が終わる。一部の事例では、このことは、エレクトロクロミックデバイスが光学透過率の目標レベルにあるか又はあると仮定されたときである。様々な実施形態は、複数の電源又は単一のより複雑な電源を有し、電荷移動を決定して１又は複数の電源を制御するためのアナログ又はデジタル構成要素を有することができる。一部の実施形態において、エレクトロクロミックデバイスは、外部電源と、エレクトロクロミックデバイスを充放電するためにドライバに接続されたブースト回路電源とを有する。
【００６６】
ほとんどの状況では、エレクトロクロミックデバイスは、電荷中立性を維持し、電荷は、単に一方の電極から他方の電極に移る。従って、エレクトロクロミックデバイスに移動された電荷量は、１つのバスバーだけを通ってエレクトロクロミックデバイスに移動された電子量ということになる。切り換え中に、電子は、一方のバスバーを通ってエレクトロクロミックデバイスに移動され、同量の電子が、他方のバスバーを通ってエレクトロクロミックデバイスから移動されて電荷中立性を維持する。一部の事例では、エレクトロクロミックデバイスに移動された電荷量は、エレクトロクロミックデバイス内の輸送可能電荷の全てがアノードに存在するときは０％として定義され、エレクトロクロミックデバイス内の輸送可能電荷の全てがカソードに存在するときは１００％として定義されることになる。輸送可能電荷は、特定のデバイス電圧でシステム内で移動することができる電荷量である。特定の劣化機構は、エレクトロクロミックデバイス内の合計輸送可能電荷を増加又は低減する可能性があるが（例えば、疑似酸化）、この超過電荷は、隔離処理を通じて定期的に排除されることになる（以下でより完全に説明する）。
【００６７】
図３は、一部の実施形態によるドライバ１００及びエレクトロクロミックデバイス１１８のシステム図である。ドライバ１００は、特定の作動フェーズ中に可逆的定電流源１０２からの定電流をエレクトロクロミックデバイス１１８に印加し、更に別の作動フェーズ中に可逆的可変電圧源１０４からの可変電圧をエレクトロクロミックデバイス１１８に印加する。電圧及び電流は、一般的に、エレクトロクロミックデバイス１１８のバスバー１２０に印加されるが、エレクトロクロミックデバイス１１８の一部の実施形態において、電荷隔離端子「ＳＥＱ」（Ｖａｕｘで表記されている）１２２が、別の作動、例えば、電荷を隔離するのに利用可能である。図示の実施形態において、バスバー１２０のうちの１つに「ＶＳＯＵＲＣＥ＋」が表記され、バスバー１２０の別の１つに「ＶＳＯＵＲＣＥ−」が表記されており、可逆的定電流源１０２の極性と可逆的可変電圧源１０４の極性が、バスバー１２０接続に対して決定することができるようになる。「可逆的」という用語は、可逆的定電流源１０２がエレクトロクロミックデバイス１１８を充電又は放電するための電流を提供するように、反転することができるような可逆的定電流源１０２からの電流の極性を指すことを理解されたい。同様に、可逆的可変電圧源１０４からの電圧の極性は反転することができ、可逆的可変電圧源１０４がエレクトロクロミックデバイス１１８を充電又は放電するための可変量の電圧（又は電流）を提供するようになる。第１の極性の電圧及び電流は、第１の透過率に向けてエレクトロクロミックデバイス１１８を充電するために供給され、第２の極性の電圧及び電流は、第２の透過率に向けてエレクトロクロミックデバイス１１８を放電するために供給される。
【００６８】
特定の事例では、エレクトロクロミックデバイスは、順番に、第１の基板、第１の導電層、第１の電極、イオン導体、第２の電極、第２の導電層、及び第２の基板を含む。図３に示す２つのバスバー１２０は、２つの導電層に電気的に接続することができ、従って、一方のバスバー１２０が一方の電極（例えば、アノード）に関連付けられ、他方のバスバー１２０が他方の電極（例えば、カソード）に関連付けられる。
【００６９】
電圧計１１２は、エレクトロクロミックデバイス１１８の感知電圧端子１２４、１２６で感知電圧（「Ｖｓｎｓ」で表記された）を測定する。感知電圧の測定の極性を感知電圧端子１２４、１２６に対して決定できるように、感知電圧端子１２４の１つには「ＶＳＮＳ＋」が表記され、感知電圧端子１２６の別の１つには「ＶＳＮＳ−」が表記される。他の表記も容易に考案される。図示の実施形態において、感知電圧端子１２４、１２６は、バスバー１２０とは区別され、バスバー１２０の位置以外の他の場所に配置される。感知電圧端子１３４は、エレクトロクロミックデバイス１１８の内部領域に接続することができ、又は様々な感知電圧端子１２４、１２６、１２８、１３０、１３２をエレクトロクロミックデバイス１１８の縁部に沿って配置することができる。縁部位置は、勾配タイプのエレクトロクロミックデバイス１１８にとって好ましいものとすることができ、ここでは透過率の勾配が、上から下、下から上、左から右、右から左、又は他の構成で生成される。内部位置は、ブルズアイ（ｂｕｌｌ’ｓ−ｅｙｅ）効果が存在するか否かを検出するのに好ましいとすることができる。例えば、感知電圧は、適切な端子、例えば、感知電圧端子１２４、１２６、１２８、１３０、１３２、及び１３４のペアを通じて、エレクトロクロミックデバイス１１８の上側領域、中間領域、又は下側領域にわたって取得することができる。或いは、感知電圧は、バスバー１２０のうちの１つに対して感知電圧端子１２４、１２６、１２８、１３０、１３２、１３４から取ることができる。一部の事例では、２又は３以上の感知電圧端子（例えば、１２４及び１２６）は、デバイスの２つの電極（すなわち、アノード及びカソード）に電気的に接続される。
【００７０】
デバイスの特定の空間的位置に配置された感知電圧端子は、これらの空間位置でのデバイスのセル電位（すなわち、アノードとカソード間の電圧）の測定を提供する。一部の事例では、各感知電圧端子は、電極（すなわち、アノード又はカソード）と電圧計１１２との間の最小電圧降下を有するように設計される。電極と電圧計１１２との間の感知回路のインピーダンスは高くすることができ、これにより電圧計１１２の読取値が、感知電圧端子の近くの電極位置の実際の電圧条件に近くなる。デバイス内の特定の位置を測定するために、電極（すなわち、アノード及びカソード）への各感知電圧端子の接続は、導電層から電気的に絶縁することができる。導電層は、電極の多くの位置に対して低い抵抗接続を提供するので、各感知端子の電気的絶縁が有利とすることができる。
【００７１】
感知電圧端子のペアは、上方から見たときに、同じ位置又は異なる位置の２つの電極（すなわち、アノード及びカソード）に接続することができる。一部の事例では、１つの感知電圧端子は、一方の電極の１つの位置にあり、第２の感知電圧端子は、他方の電極の第１の感知電圧端子の真上に配置される。一部の事例では、１つの感知電圧端子は、一方の電極上の１つの位置にあり、第２の感知電圧端子は、ほぼ同じセル電位を有する異なる位置の他方の電極上にある。
【００７２】
一部の事例では、感知電圧端子は、バスバーに直接に接続することができる。換言すると、図３の感知電圧端子１２４及び／又は１２６の一方又は両方は、１又は両方のバスバー１２０に接続することができる。一部の事例では、感知電圧端子１２４は、一方の電極に関連付けられたバスバー１２０に接続され、他方の感知電圧端子１２６は、バスバー１２０以外の位置の他方の電極に接続される。
【００７３】
一部の事例では、感知電圧端子の２又は３以上のセットが存在し、各セットが２つの感知電圧端子を有し、一方の感知電圧端子が一方の電極に電気的に接続され、他方の感知電圧端子が他方の電極に電気的に接続される。１よりも多いセットにより、開路電圧の２つの独立した測定値を取得して互いに比較することが可能となる。このような実施例には、本発明のシステムにおいて１又は２以上の感知電圧端子に関連付けられた誤差又は損傷接続からシステムを保護するためのフェイルセーフ又は冗長性があるので、これは有利である。
【００７４】
電流計１１４は、エレクトロクロミックデバイス１１８に供給された電流を測定する。図示の実施形態において、電流計１１４は、ＶＳＯＵＲＣＥ＋バスバー１２０と直列状態にあるが、更に別の実施形態では、電流計１１４は、ＶＳＯＵＲＣＥ−バスバー１２０と直列状態にすることができる。
【００７５】
図３を更に参照すると、積分器１１６は、電流計１１４の出力を受け入れ、これを時間にわたって積分し、あるスパンの時間にわたってエレクトロクロミックデバイス１１８に移動された電荷量に等しい、比例する、関連付けられる、又は表す値「Ｑ」を生成する。積分器１１６及び電流計１１４は、第１の時間から第２の時間まで、すなわち、あるスパンの時間又は時間間隔にわたってエレクトロクロミックデバイス１１８への電流の積分に等しいか又は関連付けられる合計電荷量を決定する計算を実行する。一部の実施形態において、電荷の極性、電流の極性、及び電圧の極性が相互に関連付けられること、及びエレクトロクロミックデバイス１１８に移動された負の電荷量がエレクトロクロミックデバイス１１８から移動された正の電荷量に等しく、エレクトロクロミックデバイス１１８に移動された正の電荷量がエレクトロクロミックデバイス１１８から移動された負の電荷量に等しい点を理解されたい。「エレクトロクロミックデバイス１１８に移動された電荷」という表現は、エレクトロクロミックデバイス１１８を充電及び放電することを表すことができる。
【００７６】
続けて図３を参照すると、電源制御モジュール１０６は、積分器１１６から電荷値「Ｑ」を受け入れ、電圧計１１２から感知電圧を受け取り、可逆的定電流源１０２、可逆的可変電圧源１０４、及びスイッチ１０８を制御する。このスイッチは、可逆的定電流源１０２又は可逆的可変電圧源１０４の何れかを選択して、選択した電源をエレクトロクロミックデバイス１１８に結合する。図示の実施形態において、スイッチ１０８は、バスバー１２０のうちの１つと直列状態にある電流計に選択した電源を接続する。更に別の実施形態において、スイッチは、選択された電源をバスバー１２０に直接に接続することができる。別の実施形態において、可逆的定電流源１０２は、外部電源又はブースト回路電源によって、或いは外部電源及びブースト回路電源の両方によって供給することができ、また、可逆的可変電圧源１０４は、外部電源又はブースト回路電源によって、或いは外部電源及びブースト回路電源の両方によって供給することができる。電源制御モジュール１０６は、電荷値及び感知電圧に基づいて、電流又は電圧を印加するか否かを、及びエレクトロクロミックデバイス１１８に印加する電流又は電圧の極性を決定する。また、一部の実施形態において、電源制御モジュール１０６は、エレクトロクロミックデバイス１１８の現在の透過率又は想定される透過率とエレクトロクロミックデバイス１１８の目標透過率との差異に基づいて、エレクトロクロミックデバイス１１８に移動された目標電荷量を決定する。これらの機能は、一部の実施形態に従って容易に考案される様々な実施形態における表、代数計算、及び／又は様々なアルゴリズムによって達成することができる。例示的ＥＣデバイスの光学透過状態と移動される電荷の間の関係性の一例は、Ｔ２＝Ｔ１*１０(-CE*deltaQ)であり、ここでＴ１は現在の透過状態、Ｔ２は目標透過状態、ＣＥは着色効率（（光学密度*ｃｍ2）／Ｃの単位）、及びｄｅｌｔａＱは、状態Ｔ１から状態Ｔ２に変化するように移動された電荷量（Ｃ／ｃｍ2の単位）である。例えば、５０光学密度*ｃｍ2／ＣのＣＥを有する例示的デバイスでは、９０％透過の状態から５％透過に変えるのに、およそ２５ｍＣ／ｃｍ2を移動する必要がある。ドライバ１００の作動の様々なプロセス及びフェーズについて、図４〜図８に関して以下で更に説明する。
【００７７】
ドライバについての図３に示す実施形態は、限定を意図するものではないことを理解されたい。例えば、可逆的定電流源１０２、可逆的可変電圧源１０４、及びスイッチ１０８は、一部の実施形態では単一のより複雑な電源で組み合わせることができる。この電源は、一部の実施形態において、定電流、可変電圧を供給して極性を反転することができる。これに代えて、可逆的定電流源１０２は、極性を反転するためのスイッチを備えた単極性の定電流源として実施することができる。可逆的可変電圧源１０４は、極性を反転するためのスイッチを備えた単極性可変電圧源として実施することができる。可逆的電流源１０２はまた、一部の事例では、可逆的可変電流源とすることができる。これらの実施形態の変形形態において、可逆的定電流源１０２は、外部電源又はブースト回路電源、或いは外部電源及びブースト回路電源の両方によるなど、異なる電源によって供給することができ、また、可逆的可変電圧源１０４は、外部電源又はブースト回路電源、或いは外部電源及びブースト回路電源の両方によるなど、異なる電源によって供給することができる。スイッチ１０８、又は電源の様々な実施形態における他のスイッチは、リレー、固体スイッチ、又は１又は２以上の電源の作動モードを使用して実施することができる。電源の更に別の実施例が図８及び図９に示されている。電圧計１１２は、一部の実施形態ではアナログ／デジタルコンバータを使用して実施することができる。電流計１１４は、アナログ／デジタルコンバータ又は電流を検出するための様々な別のデバイスを備えるか又は備えていない、低抵抗値レジスタ及びアナログ／デジタルコンバータ、ホール効果センサ、誘導センサ又は他のセンサを使用して実施することができる。
【００７８】
積分器１１６は、例えば、フィードバックループでコンデンサを備えた演算増幅器に基づくアナログ積分器とすることができる。一部の実施形態において、積分器１１６は、デジタル信号プロセッサに見出されるようなデジタル加算器又は算術論理演算ユニットを含むことができる。デジタル実施形態において、積分器１１６は、エレクトロクロミックデバイスに供給された電流のデジタル変換値の時系列合計として実施することができる。デジタル信号プロセッサ、又はマイクロプロセッサ又はコントローラを適用して、このような計算を実行することができ、これらは、電源制御モジュール１０６に含めることができる。例えば、オンチップアナログ／デジタル変換を備えたデジタル信号プロセッサ又はマイクロプロセッサは、電流感知、電圧感知及び積分、並びに１又は複数の電源に適用される制御アルゴリズムを実施することができる。一部の実施形態において、アナログ／デジタルコンバータは、デジタル信号プロセッサ又はマイクロプロセッサから分離することができる。アナログ回路、デジタル回路、状態機械、及び／又はソフトウエアプログラミング、離散的構成要素、システムオンチップのような様々な更に別の組み合わせは、本明細書に開示する技術に照らして容易に考案される。
【００７９】
図４は、一部の実施形態による図３のドライバ１００の作動を描いたプロセス図である。図４のプロセス図は、ドライバ１００がエレクトロクロミックデバイスの透過率を変える決定をしたと仮定する。このような決定は、ユーザ選択、スケジューラー、検出、規則ベースの処理、ドライバ１００の人工知能学習プロセスなどの結果とすることができる。エレクトロクロミックデバイスの透過率の変更を開始するために、ドライバ１００は、Ｑ目標への充電／放電プロセス２０２を実行する。プロセス２０２では、ドライバ１００が、望ましい透過率に向けてエレクトロクロミックデバイスを充電するか、又は望ましい透過率に向けてエレクトロクロミックデバイスを放電する。このプロセスは、エレクトロクロミックデバイスに電荷を移動する。エレクトロクロミックデバイスで有する目標電荷量（すなわち、Ｑ目標）が、エレクトロクロミックデバイスの目標透過率に基づいて決定される。移動される目標電荷量は、一部の実施形態において、エレクトロクロミックデバイスの現在の電荷量とエレクトロクロミックデバイスにて有する目標電荷量との差異に基づいて決定される。ドライバ１００は、上述の電荷決定機構（例えば、積分器）を使用して、エレクトロクロミックデバイスに移動された電荷量をモニタする。エレクトロクロミックデバイスに移動された電荷量が、移動される目標電荷量に等しいときに、ドライバ１００は、Ｑ目標に対する充電／放電プロセス２００を終了し、４ワイヤ開路電圧（４Ｗ  ＯＣＶ）プロセス２０４を開始する。更に別の実施形態において、３ワイヤプロセス、又は４よりも多いワイヤを使用したプロセスを使用することができる。ドライバ１００とエレクトロクロミックデバイス１１８の間のインタフェースにおけるワイヤの総数は、バスバー１２０に電荷を供給する２つのワイヤ、及びエレクトロクロミックデバイス１１８の感知電圧を測定するための１、２、又はそれよりも多い感知電圧線を含む。
【００８０】
４ワイヤ開路電圧プロセス２０４では、ドライバ１００は、エレクトロクロミックデバイス１１８の感知電圧端子１２４、１２６にわたる開路電圧を測定する（図３を参照）。更に別の実施形態において、ドライバ１００は、１つの感知電圧端子１２４、１２６、１２８、１３０、１３２、１３４から１つのバスバー１２０への、又は感知電圧端子１２４、１２６、１２８、１３０、１３２、１３４の他のペアにわたる開路電圧を測定する。次に、ドライバ１００は、電荷状態検査（検査ＳＯＣ）プロセス２０６を実行する。電荷状態検査プロセス２０６では、ドライバ１００は、感知電圧端子にわたる測定された開路電圧、すなわち感知電圧に基づいて、エレクトロクロミックデバイスの電荷の状態を決定する。感知電圧は、充電又は放電が終わった後に時間と共に緩和していく。緩和時間及び電圧の緩和量は、エレクトロクロミックデバイスの特徴付け、シミュレーション、又は他の技術を通じて設定することができる。緩和感知電圧からの十分な偏差電圧も同様に決定することができる。電荷状態検査プロセス２０６は、上述のパラメータに基づいて電荷の状態が目標電荷状態に等しいか否かを決定する。例えば、緩和時間後及び電圧の緩和量によって緩和した後の感知電圧が、緩和感知電圧からの十分な偏差電圧内に留まる場合には、ドライバ１００は、エレクトロクロミックデバイスの電荷の状態が目標電荷状態に等しいと決定する。次に、プロセスフローは、４ワイヤ開路電圧プロセス２０４と電荷状態検査プロセス２０６の間をループすることになる。感知電圧が緩和感知電圧からの十分な偏差電圧内に留まらない場合、ドライバ１００は、エレクトロクロミックデバイスの電荷の状態が目標電荷状態に等しくないと決定する。次に、プロセスフローは、エレクトロクロミックデバイスの電荷の状態をエレクトロクロミックデバイスの目標電荷状態にするために、Ｑ目標への充電／放電プロセス２０２に進む。
【００８１】
図５は、一部の実施形態による図３のドライバ１００の更に別の作動を描いたプロセス図である。図５のプロセス図では、ドライバ１００がエレクトロクロミックデバイスの最大透過率（又はエレクトロクロミックデバイスの一部の実施形態では最小透過率）を達成するためにエレクトロクロミックデバイスをゼロボルトの感知電圧まで完全に充電又は放電するように決定したと仮定する。これは、図４のプロセス図の起動と類似の理由又は状況で発生する可能性がある。この状態では、エレクトロクロミックデバイスの電荷の状態に関して、ドライバ１００を再度ゼロにすることができる。一部の実施形態において、エレクトロクロミックデバイスの完全放電では、エレクトロクロミックデバイスの電荷の状態は、公称ゼロであると考えられる。ドライバ１００を通じたエレクトロクロミックデバイスの電荷の状態の計算及び追跡は、構成要素の測定精度、ノイズ、ドリフト、漏れ、経年劣化などの結果として累積する小さな誤差の影響を受けること、及びドライバ１００の再度ゼロにすることが、エレクトロクロミックデバイスの電荷の状態の追跡の精度を回復させることができることを理解されたい。
【００８２】
図５を更に参照すると、エレクトロクロミックデバイスの透過率の最大透過率（又はエレクトロクロミックデバイスの一部の実施形態では最小透過率）への変更を開始するために、ドライバ１００は、プロセス３０２において、ゼロボルトの感知電圧（Ｖｓｎｓ＝０Ｖ）への充電／放電を実行する。一部の実施形態において、これは、Ｑ目標＝０、すなわち、エレクトロクロミックデバイスにおける電荷の公称ゼロ状態へのエレクトロクロミックデバイスの放電に対応する。一部の実施形態において、これは、エレクトロクロミックデバイスに移動された電荷の量を決定し、エレクトロクロミックデバイスに移動された電荷量をモニタし、エレクトロクロミックデバイスに移動された電荷量が、移動される目標電荷量に等しいときに電荷の移動を停止することによって達成される。他の事例では、設定された時間的持続期間が経過した後に電荷の移動が停止される。４ワイヤ開路電圧プロセス２０４（又は上述のようなこの変形形態）は、感知電圧を測定し、電荷状態検査プロセス２０６は、電荷の状態がエレクトロクロミックデバイスの目標電荷量に等しいか否かを決定する。この状況では、目標はゼロであり、ゼロ電荷状態に対応する。電荷の状態が目標電荷状態に一致した場合、プロセスフローは、４ワイヤ開路電圧プロセス２０４と電荷状態検査プロセス２０６との間をループする。電荷の状態が目標電荷状態に一致しない場合、一部の事例では、電荷がＳＥＱ（すなわち、電荷隔離端子１２２）に移動されるプロセス３０４が開始される。電荷の状態が目標電荷状態に一致しない場合、一部の他の事例では、電荷カウンタが再度ゼロにされ、次いで、電荷がＳＥＱ（すなわち、電荷隔離端子１２２）に移動されるプロセス３０４が開始される。電荷の状態が目標電荷状態に一致しない場合、一部の他の事例では、電荷がＳＥＱ（すなわち、電荷隔離端子１２２）に移動されるプロセス３０４が開始され、次いで、電荷カウンタが再度ゼロにされる。完了すると、フローは、電荷状態検査プロセス２０６に分岐して戻る。
【００８３】
実施形態の別のセットでは、電荷が目標電荷状態に一致したときに電荷カウンタを再度ゼロにすることができ、及び／又は電荷をＳＥＱに移動することができる。電荷の状態が目標電荷状態に一致した場合、一部の事例では、電荷がＳＥＱ（すなわち、電荷隔離端子１２２）に移動されるプロセス３０４が開始される。電荷の状態が目標電荷状態に一致した場合、一部の他の事例では、電荷カウンタが再度ゼロにされ、次いで、電荷がＳＥＱ（すなわち、電荷隔離端子１２２）に移動されるプロセス３０４が開始される。電荷の状態が目標電荷状態に一致した場合、一部の他の事例では、電荷がＳＥＱ（すなわち、電荷隔離端子１２２）に移動されるプロセス３０４が開始され、次いで、電荷カウンタが再度ゼロにされる。
【００８４】
図５に示すプロセスでは、一部の材料／デバイスに対して、本明細書に記載されるプロトコルを実行するために一部の実施形態においてＶｓｎｓを−０．５Ｖに設定することができ、又はＶｓｎｓを０．５Ｖに設定することができる点を理解されたい。デバイスの電荷の状態を検査するためにＶｓｎｓを設定するための本明細書に記載されたプロトコルは一例であり、限定を意図してないので、他の範囲を実施形態と共に利用することができる。
【００８５】
電荷がＳＥＱに移動される隔離プロセス３０４では、電荷がバスバー１２０のうちの１つからエレクトロクロミックデバイスの電荷隔離端子１２２（ＳＥＱ）に移動される。これは、エレクトロクロミックデバイスのバスバー１２０のうちの１つ（例えば、アノード又はカソード）をドライバ１００の出力端子の１つに結合し、エレクトロクロミックデバイスの電荷隔離端子１２２をドライバ１００の出力端子の別の端子に結合することによって実行することができる。ドライバ１００は、バスバーの選択されたものに対してエレクトロクロミックデバイスの電荷隔離端子１２２を充電又は放電するように作動する。この作動は、エレクトロクロミックデバイスの主要部分から、電荷隔離端子１２２を介してアクセスされるエレクトロクロミックデバイスの２次隔離部分に電荷を移動することによって、エレクトロクロミックデバイスの電荷を隔離し、及び／又は電荷のゼロ状態を再生する。
【００８６】
図６は、一部の実施形態における図３のドライバ１００によるエレクトロクロミックデバイスの充電を示す電圧（単位ボルト）及び電流（単位アンペア）対時間のグラフである。グラフには、４つの領域４０２、４０４、４０６、４０８が示されている。領域のうちの２つ４０２、４０４は、供給電圧対時間を示し、領域のうちの２つ４０６、４０８は、供給電流対時間を示している。水平軸は時間の秒数である。この実施例は、特定のエレクトロクロミックデバイス、例えば、窓の場合のものであり、他のエレクトロクロミックデバイス及びエレクトロクロミックデバイスの変形形態の様々な寸法で異なるものにすることができる。図６のグラフには、時間Ｔ＝ゼロからの作動の最初の数秒間、供給電圧及び供給電流の両方における初期上向きスパイクが示されている。領域４０６では、約６０秒まで定電流が印加される。領域４０２に見られるように、電圧は、この時間で約１４１／２Ｖ（ボルト）から約１５Ｖまで僅かに上昇する。定電流領域４０２、４０６では、感知電圧は１．７Ｖの目標感知電圧未満であり、定電流源が、エレクトロクロミックデバイス１１８に約１１／２Ａ（アンペア）を提供する。
【００８７】
図６を続けて参照すると、時間Ｔ＝６０秒において、感知電圧が１．７Ｖの目標感知電圧に達し、ドライバ１００は、定電流から可変電圧又は可変電流に切り換えて、感知電圧を１．７Ｖに維持する。領域４０４では、感知電圧が目標感知電圧に等しい定電圧に維持されるので、供給電圧が次の４分（例えば、６０秒から３００秒）にわたって約１５Ｖから約３Ｖに降下することが観測される。領域４０８では、同様に感知電圧を定電圧に維持している間、供給電流が約１．５Ａから約０．２Ａに（すなわち、約１１／２Ａから約１／５Ａに）降下することが観測される。一部の実施形態において、感知電圧は、エレクトロクロミックデバイスのバスバーに印加される可変電圧を制御することによって目標感知電圧に維持することができる。代替として、感知電圧は、エレクトロクロミックデバイスのバスバーに印加される可変電流を制御することによって目標感知電圧に維持することができる。グラフの右端の時間Ｔ＝３００秒では、エレクトロクロミックデバイスの電荷が目標電荷Ｑ目標に達しており、ドライバ１００は、エレクトロクロミックデバイスへの可変電圧（又は可変電流）の供給を停止する。換言すると、ドライバ１００は、エレクトロクロミックデバイスへの電圧及び電流の供給を停止する。次に、４ワイヤ開路電圧プロセス２０４及び電荷状態検査プロセス２０６を行うことができる（図４及び図５を参照）。他の事例では、設定された時間的持続期間が経過した後に電荷の移動を停止することができる。
【００８８】
図７は、一部の実施形態における図３のドライバ１００によるエレクトロクロミックデバイスの放電を示す電圧（ボルト）及び電流（アンペア）対時間（秒）のグラフである。図７のグラフは、図６のグラフと比較すると反転して見えており、電圧及び電流が負、すなわち図６と比較すると反対の極性である。これ以外は、このモードの作動は、図６に関して説明されたものと類似している。時間Ｔ＝ゼロから作動の最初の数秒間で、供給電圧及び供給電流の両方に初期の下向き（すなわち、負の）のスパイクがある。領域５０６では、約６０秒まで定電流が印加される。領域５０２に示すように、この時間中に、電圧は、約−１１Ｖから約１１1／2Ｖに僅かに降下する（すなわち、大きさが負の方向で僅かに増加する）。定電流領域５０６、５０２では、感知電圧が０Ｖの目標感知電圧よりも高く、定電流源は、エレクトロクロミックデバイスに約−１1／2Ａ（アンペア）を提供する。
【００８９】
図７の時間Ｔ＝６０秒では、感知電圧が０Ｖの目標感知電圧に達し、ドライバ１００は、定電流から可変電圧（又は可変電流）に切り換えて感知電圧を０Ｖに維持する。領域５０４では、感知電圧が目標感知電圧（すなわち、０Ｖ）に等しい定電圧に維持されるので、供給電圧が次の４分（例えば、６０秒から３００秒）にわたって約−１１1／2Ｖから約−２1／2Ｖに増加する（大きさが減少する）ことが観測される。領域５０８では、同様に感知電圧を定電圧（０Ｖ）に維持している間、供給電流が約−１．５Ａから約−０．２Ａ又は−０．３Ａに増加（すなわち、約−１1／2Ａから約−1／4Ａ、大きさが減少）することが観測される。グラフの右端の時間Ｔ＝３００秒では、エレクトロクロミックデバイスの電荷が目標電荷Ｑ目標に達しており、ドライバ１００は、エレクトロクロミックデバイスへの可変電圧（又は可変電流）の供給を停止し、すなわち、ドライバ１００は、エレクトロクロミックデバイスへの電流又は電圧の供給を停止する。次に、４ワイヤ開路電圧プロセス２０４及び電荷状態検査プロセス２０６を図４及び５に関して上述したように行うことができる。他の事例では、設定された時間的持続期間が経過した後に電荷の移動を停止することができる。
【００９０】
図６及び図７に示すグラフは、エレクトロクロミックデバイスの完全充電及び完全放電にそれぞれ適用される。一部の実施形態において、完全充電は、エレクトロクロミックデバイスの最小透過率を達成し、完全放電は、エレクトロクロミックデバイスの最大透過率を達成する。エレクトロクロミックデバイスの部分充電又は部分放電は、エレクトロクロミックデバイスの透過率の様々な中間量を達成し、これに相応した目標電荷及び感知電圧の様々な値を有することができる。
【００９１】
エレクトロクロミックデバイスのための充電／放電プロトコルの一例が図６及び図７に示す処理と同様に以下の表１に示されている。このプロトコルは、図３に示すシステム、図４及び図５に示すプロセス、及び以下で説明する方法を使用して実施することができる。
【００９２】
（表１）
４Ｗ感知によるＣＣＣＶ（定電流−一定感知電圧）を使用する
完全充電／部分充電／部分放電
定供給電流を印加する
感知電圧及び供給電流を測定する（電荷を数える）
Ｑｓｏｕｒｃｅ＝Ｑｔａｒｇｅｔである時に段階を停止する
感知電圧がＶ限界に到達した場合に、
定電圧モードに切り換える
Ｑｓｏｕｒｃｅ＝ＱｔａｒｇｅｔまでＶｓｎｓ＝Ｖｌｉｍｉｔを保持する
完全放電
定供給電流を印加する
感知電圧及び供給電流を測定する（電荷を数える）
感知電圧が０Ｖに到達した場合
定電圧モードに切り換える
Ｑｓｏｕｒｃｅ＝ＱｔａｒｇｅｔまでＶｓｎｓ＝Ｖｌｉｍｉｔを保持する
【００９３】
上述のプロトコルは、完全充電、部分充電、及び部分放電に対して非ゼロの感知電圧限界を適用し、完全放電に対して０Ｖ感知電圧限界を適用する。完全充電、部分充電、及び部分放電では、何れが最初に来るとしても、エレクトロクロミックデバイスに移動された電荷の合計量がエレクトロクロミックデバイスにおける目標電荷量に到達したとき、又は感知電圧が感知電圧限界に達したとき、定電流供給が停止される。感知電圧に到達したが、目標電荷量にまだ達していない場合、定電圧モードが、可変電圧をエレクトロクロミックデバイスに印加して、目標電荷量がエレクトロクロミックデバイスにおいて到達されるまで、感知電圧を感知電圧限界（すなわち、定電圧）に保持する。他の事例では、設定された時間的持続期間が経過した後、定電流、可変電圧、及び／又は電荷の移動が停止される。別の実施例では、デバイスが十分に放電されるように設定された場合、感知電圧限界は０Ｖであり、これは、可変電圧が印加されている間の合計５分間（又は何らかの他の予め決められた時間スパン）に保持される。一部の実施形態において４ワイヤ感知では、定電流（エレクトロクロミックデバイスへの）及び定電圧（感知電圧の）が使用される。すなわち、エレクトロクロミックデバイスへの４つのワイヤが存在し、そのうちの２つ（バスバーに付属する）が電流及び電圧を供給する野に使用され、そのうちの２つ（感知電圧端子に付属）が感知電圧に使用される。完全充電、部分充電、部分放電、及び完全放電では、電荷は、供給電流を測定することによって数えられる（時間にわたって積分されるか又は時間にわたって積分のデジタル近似として個別に合計される）。電荷カウンタは、どのくらいの電荷（すなわち、電子）がバスバーのうちの１つを通じて時間と共にエレクトロクロミックデバイスに移動されるかに関連しており、エレクトロクロミックデバイスに移動した電荷の総量が目標電荷量に到達したかどうかの決定に適用される。他の事例では、設定された時間的持続期間が経過した後に電荷の移動が停止される。「定電流−定電圧」ソーシングという用語は、急速な透過率変更に適用される２つのステージ又はフェーズ、すなわち、エレクトロクロミックデバイス１１８に定電流を印加する第１のステージとエレクトロクロミックデバイス１１８の一定の感知電圧を維持する第２のステージとを有することを指す。
【００９４】
図８は、一部の実施形態におけるエレクトロクロミックデバイスを充電及び放電するために、図３のドライバ１００で使用するのに好適な電源及び電圧感知回路の回路図である。この回路は、マイクロコントローラユニット（ＭＣＵ）からパルス幅変調（ＰＷＭ）を印加し、高出力バッファ６０２、６０４を駆動して、該バッファが、電力（すなわち、電圧及び電流）をエレクトロクロミックデバイスに供給する。エレクトロクロミックデバイスの選択された端子の両端の電圧は、様々な差動増幅器６０６、６０８、６１０に入力され、この出力が、マイクロコントローラユニットのアナログ／デジタルコンバータに送られる。差動増幅器６０６、６０８、６１０の利得は、等倍利得とすることができる。代替として、利得及び／又はオフセットは、アナログデジタルコンバータ入力の範囲に一致させるように選択することができる。マイクロコントローラユニットからのパルス幅変調出力６１２は、第１の非反転バッファ６０２への入力で且つインバータ６３０への入力であり、その出力は、第２の非反転バッファ６０４を駆動する。第１の非反転バッファ６０２の出力は、レジスタ６２０の第１の端子に接続され、レジスタ６２０の第２の端子は、電源のＶＳＯＵＲＣＥ＋端子６２２に接続される。ＶＳＯＵＲＣＥ＋端子６２２は、図３に示すエレクトロクロミックデバイス１１８のＶＳＯＵＲＣＥ＋端子（例えば、バスバーのうちの１つ）に接続することができる。
【００９５】
図８を続けて参照すると、第２の非反転バッファ６０４の出力は、電源のＶＳＯＵＲＣＥ−端子６２８に接続される。ＶＳＯＵＲＣＥ−端子６２８は、図３のエレクトロクロミックデバイス１１８のＶＳＯＵＲＣＥ−端子（例えば、バスバー１２０の別の１つ）に接続することができる。マイクロコントローラユニットからのパルス幅変調出力６１２としてパルス幅変調信号を印加することで、制御されたパルス幅の相補的なレールツーレール出力を生成する、第１の非反転バッファ６０２及び第２の非反転バッファ６０４をもたらす。一部の実施形態において、エレクトロクロミックデバイスの多大なキャパシタンスが、第１の非反転バッファ６０２及び第２の非反転バッファ６０４の変調された出力の振幅を低減し、それによって制御可能な振幅及び極性のＤＣ電圧が、エレクトロクロミックデバイスのバスバーにわたって生成される。電圧は、一部の実施形態では何らかの電圧リップルを有する場合がある。ＤＣ電圧を生成するためのパルス幅変調の使用は、パルス幅変調が電源を切り換える際の容量負荷にどのように印加されるかに関連付けることができる。
【００９６】
図８の回路のＶＳＮＳ＋端子６２４は、エレクトロクロミックデバイス１１８のＶＳＮＳ＋端子１２４に接続することができ、ＶＳＮＳ−端子６２６は、エレクトロクロミックデバイス１１８のＶＳＮＳ−端子１２６に接続することができる。ＶＳＮＳ＋端子６２４及びＶＳＮＳ−端子６２６にわたる電圧は、第１の差動増幅器６０６に入力され、この出力が、第１のアナログ／デジタルコンバータ入力６１４である。この経路により、アナログデジタルコンバータは、エレクトロクロミックデバイスの感知電圧を測定することができる。図３を参照すると、これは電圧計の一実施形態である。感知電圧の測定は、いわゆる定電圧制御に適用され、エレクトロクロミックデバイスへの電圧又は電流は、一定の感知電圧を維持するように制御される。この実施形態において、パルス幅変調出力６１２のデューティーサイクルは、マイクロコントローラユニットによって制御され、感知電圧をモニタしながら変化する。
【００９７】
図８のＶＳＯＵＲＣＥ＋端子６２２及びＶＳＯＵＲＣＥ−端子６２８は、入力として第２の差動増幅器６０８に接続され、この出力が、第２のアナログデジタルコンバータ入力６１６である。この経路により、アナログデジタルコンバータは、エレクトロクロミックデバイスのバスバーにわたる電圧を測定し、エレクトロクロミックデバイスに印加される電圧を決定することができる。この情報をマイクロコントローラが使用して、図３のエレクトロクロミックデバイス１１８のバスバー１２０にわたって印加される電圧をモニタすることができる。一実施形態において、マイクロコントローラは、電圧をモニタし、上述のようにパルス幅変調を調節して、選択された極性を有する定電流源、可変電圧源、及び／又は可変電流源を提供する。ＶＳＯＵＲＣＥ＋端子とＶＳＯＵＲＣＥ−端子間、又はＶＳＯＵＲＣＥ＋端子と別の端子間、又はＶＳＯＵＲＣＥ−端子と別の端子間の電圧（すなわち、電位）はまた、電圧限界を有することができる。Ｖｓｎｓ電圧限界と同様に、定電流の印加中にこれらのＶＳＯＵＲＣＥ電圧限界のうちの１つに到達した場合、可変電流モードを開始して、ＶＳＯＵＲＣＥ電圧を電圧限界に又は電圧限界を下回って維持することができる。
【００９８】
図８のレジスタ６２０の対向する端子は、入力として第３の差動増幅器６１０に接続され、この出力が、第３のアナログデジタルコンバータ入力６１８である。この経路により、アナログデジタルコンバータは、レジスタ６２０にわたる電圧を測定することができる。レジスタ６２０の値及びレジスタ６２０にわたる電圧により、マイクロコントローラユニットは、エレクトロクロミックデバイスへの電流でもあるレジスタ６２０を通る電流を計算することができる。図３を参照すると、これは電流計の一実施形態である。従って、マイクロコントローラは、大きさ及び極性の両方に関して電流をモニタし、上述のようにパルス幅変調を調節することができる。電流の値はまた、例えば、一部の実施形態ではあるスパンの時間にわたって電流のデジタル変換値を反復して合計することによって、エレクトロクロミックデバイスに移動した電荷の合計量を計算するのに使用することができる。
【００９９】
図９は、一部の実施形態においてエレクトロクロミックデバイスにおいて電荷を隔離するために図３のドライバ１００で使用するのに好適な更に別の電源及び電圧感知回路の回路図である。この回路は、図８に示すものと原理及び動作が類似しているが、電荷隔離に適切な接続を有する。図９では、マイクロコントローラユニットからの更に別のパルス幅変調出力７１２は、第３の非反転バッファ７０２への入力であり、更に別のインバータ７０６への入力であり、この出力が第４の非反転バッファ７０４を駆動する。第３の非反転バッファ７０２の出力は、レジスタ７１８の第１の端子に接続され、レジスタ７１８の第２の端子は、電源のＳＥＱ＋端子７２０に接続される。ＳＥＱ＋端子７２０は、エレクトロクロミックデバイス１１８の電荷隔離端子１２２（図３にＳＥＱで表記された）に接続することができる。
【０１００】
図９の第４の非反転バッファ７０４の出力は、電源のＶＳＯＵＲＣＥ−端子６２８に接続される。ＶＳＯＵＲＣＥ−端子６２８、図３のエレクトロクロミックデバイス１１８のＶＳＯＵＲＣＥ−端子（例えば、バスバー１２０のうちの１つ）に接続することができる。マイクロコントローラユニットからパルス幅変調出力７１２としてパルス幅変調信号を印加することで、制御されたパルス幅の相補的なレールツーレール出力を生成する第３の非反転バッファ７０２及び第４の非反転バッファ７０４をもたらす。上述と同様に、これは、制御可能な振幅及び極性のＤＣ電圧を生成し、図３のエレクトロクロミックデバイス１１８の電荷隔離端子１２２とバスバー１２０のうちの１つとにわたる何らかのリップル電圧を有することができる。様々な更に別の実施形態において、第４の非反転バッファ７０４の出力は、エレクトロクロミックデバイスのＶＳＯＵＲＣＥ＋端子に接続することができる。上述の実施形態において、図９に示す電源は、エレクトロクロミックデバイス１１８の選択されたバスバー１２０と、図３のエレクトロクロミックデバイス１１８からの電荷を隔離する電荷隔離端子１２２の間で電荷を移動することができる。
【０１０１】
続けて図９を参照すると、ＳＥＱ＋端子７２０とＶＳＯＵＲＣＥ−端子６２８は、第４の差動増幅器７０８への入力として接続され、この出力が第４のアナログデジタルコンバータ入力７１４である。この経路により、アナログデジタルコンバータは、図３のエレクトロクロミックデバイス１１８の電荷隔離端子１２２とバスバー１２０の選択されたバスバーとにわたる電圧を測定し、電荷隔離のために印加された電圧を決定することができる。一実施形態において、従って、マイクロコントローラは、電圧をモニタし、及び上述のようにパルス幅変調を調節して、選択された極性を有する定電流源、可変電圧源、及び／又は可変電流源を提供する。レジスタ７１８の対向する端子は、第５差動増幅器７１０への入力として接続され、この出力が、第５アナログデジタルコンバータ入力７１６である。この経路により、アナログデジタルコンバータは、レジスタ７１８の両端の電圧を測定することができる。レジスタ７１８の値及びレジスタ７１８の両端の電圧により、マイクロコントローラユニットは、図３のエレクトロクロミックデバイス１１８の電荷隔離端子１２２への電流でもあるレジスタ７１８を通る電流を計算することができる。マイクロコントローラは、大きさ及び極性の両方に関してこの電流をモニタし、上述のようにパルス幅変調を調節することができる。電流の値はまた、例えば、一部の実施形態において電流の値を反復して合計することにより、隔離のために移動される電荷の合計量を計算するのに使用することができる。ＳＥＱ＋端子とＶＳＯＵＲＣＥ−又は別の端子との間の電圧（すなわち、電位）はまた、電圧限界を有することができる。Ｖｓｎｓ電圧限界と同様に、定隔離電流の印加中に、これらのＳＥＱ電圧限界のうちの１つに到達した場合、可変電流モードを開始して、ＳＥＱ電圧を電圧限界に又は電圧限界を下回って維持することができる。
【０１０２】
図１０ａ、１０ｂ、及び１０ｃは、一部の実施形態において図３のシステムを使用して実施することができるエレクトロクロミックデバイスを制御する方法のフロー図である。より具体的には、本方法は、図３のドライバ又は電源制御モジュール上で又はこれらによって、或いは制御システムにおけるマイクロプロセッサ又はデジタル信号プロセッサのようなプロセッサによって実施することができる。判断アクション８０２では、エレクトロクロミックデバイスの透過率を変更するか否かを決定する。この決定は、ユーザ入力、ユーザスケジュール、センサ入力、規則、人工知能などに基づくことができる。回答がイエスである場合、すなわち、透過率を変更するために、フローはアクション８２４に進み、回答がノーである場合に、すなわち、透過率を変更しないために、フローは判断アクション８０４に進む。
【０１０３】
判断アクション８０４では、エレクトロクロミックデバイスに開路電圧ドリフトがあるか否かを決定する。例えば、ユーザ又はユーザデバイスからの指示を待つ間、コントローラ又はドライバは、エレクトロクロミックデバイスの感知電圧端子にわたる開路電圧を検査し、開路電圧が時間と共に許容可能なドリフト量を超えて変化するかを決定することができる。回答がノーであり、ドリフトがない（すなわち、ドリフトの量が許容可能な範囲内である）場合に、フローは判断アクション８０２に分岐する。コントローラ又はドライバは、エレクトロクロミックデバイスの透過率を変更する決定又は理由を探しながら、判断アクション８０２、８０４をループすることができる。判断アクション８０４において、回答がイエスであり、ドリフトが存在する場合、フローはアクション８０６に分岐する。
【０１０４】
判断アクション８２４では、透過率の変更が、完全脱色状態、又は暗色又は中間状態のような別の状態になるか否かを決定する。判断アクション８２４に対する回答が、完全脱色状態以外の状態に透過率を変更することである場合、フローはまた、アクション８０６に分岐する。
【０１０５】
ユーザに代わって意図的であるか又はドリフトに起因するかに関わらず、エレクトロクロミックデバイスの透過率を変更すると決定されたときに、図１０Ａのアクション８０６に入る。アクション８０６では、エレクトロクロミックデバイスに移動される目標電荷が決定される。目標電荷は、一部の実施形態において、ユーザの代わりに実行されるアクションの場合、エレクトロミックデバイスに移動された電荷の追跡された合計量と、エレクトロクロミックデバイスの追跡された透過率レベルと望ましい透過率レベルの間の差異とに基づくことができる。代替として、目標電荷は、ドリフトの場合にエレクトロクロミックデバイスにおける最初に目標とされた合計電荷量の回復に基づいている。アクション８０８において、感知電圧限界が決定される。感知電圧限界は、透過率を下げるためにエレクトロクロミックデバイスを充電する場合に、大きさが０Ｖよりも大きくエレクトロクロミックデバイスの端子に対して適切な極性である。一部の実施形態では最大透過率であるエレクトロクロミックデバイスを十分放電する場合に、感知電圧限界は０Ｖである。感知電圧限界は、部分充電又は部分放電の場合に中間である。感知電圧限界は、大きすぎる電流又は電圧の結果としての劣化からエレクトロクロミックデバイスを保護するために、例えば、テーブル、パラメータ、又は計算に従って安全値に設定される。アクション８０６及び８０８は、様々な実施形態において何れの順序でも実行することができる。
【０１０６】
図１０Ａを参照すると、一定供給電流がアクション８１０でエレクトロクロミックデバイスに印加される。電流の適切な極性は、エレクトロクロミックデバイスが充電されているか又は放電されているかに従って選択する必要がある。アクション８１２において、感知電圧及び供給電流が測定される。例えば、感知電圧は、アナログ／デジタル変換を使用してエレクトロクロミックデバイスの感知電圧端子にわたって測定することができる。供給電流は、エレクトロクロミックデバイスのバスバーのうちの１つに結合されたインラインレジスタにわたる電圧を測定することによって測定することができる。
【０１０７】
アクション８１２に続いて、アクション８１４で、エレクトロクロミックデバイスに移動された電荷量が決定される。エレクトロクロミックデバイスに移動された電荷は、様々な実施形態において時間と共にエレクトロクロミックデバイスへの電流供給を積分することによって決定することができる。アナログ又はデジタル積分技術を適用することができる。図１０Ａの判断アクション８１６では、エレクトロクロミックデバイスに移動された電荷が、移動される目標電荷量に等しいか否かを決定する。回答がイエスである場合、移動された電荷は、移動される予定の電荷の量に等しく、すなわち、目標電荷量が移動されて、フローは、アクション８２２に分岐してエレクトロクロミックデバイスへの電流（及び電圧）印加が停止される。次いで、フローは、エレクトロクロミックデバイスを充電又は放電する決定を待機する間にループし、ドリフトに関して検査するために判断アクション８０２に再度進む。
【０１０８】
判断アクション８１６における回答がノーである場合、フローは判断アクション８１８に分岐し、感知電圧が感知電圧限界に到達したか否かを決定する。例えば、感知電圧が充電の場合に感知電圧が感知電圧上限よりも小さい場合、又は感知電圧が放電の場合に感知電圧下限よりも大きい場合、感知電圧は、感知電圧限界に達していない。感知電圧が感知電圧限界に達していない場合、判断アクション８１８に対する回答はノーであり、ループを継続するためにフローは、アクション８１２に分岐し、感知電圧及び供給電流を測定して電荷の合計量が移動しているか否かを決定する。感知電圧が感知電圧限界に到達した場合、判断アクション８１８に対する回答はイエスであり、フローはアクション８２０に分岐する。
【０１０９】
図１０Ａのアクション８２０では、定電流８１０が停止され、可変電圧又は可変電流が、エレクトロクロミックデバイスのバスバーに供給されて、感知電圧を（エレクトロクロミックデバイスの感知電圧端子で）感知電圧限界に維持する。これは、定電流を停止する段階及び１又は複数の電源の可変作動に変更する段階を含む。例えば、電源の電圧又は電流は、感知電圧がモニタされている間に調節され、調節は、例えば、図３の電源制御モジュールのようなドライバ又はコントローラによって適宜行われる。更に別の実施例として、図８の電源及び電圧感知回路の出力バッファにマイクロコントローラによって印加されるパルス幅変調は、マイクロコントローラによって調節されて、一定感知電圧を維持する。次に、プロセスはアクション８１２に戻り、感知電圧及び電流が８１４でモニタされ、移動された電荷量が決定され、判断アクション８１６に進む。移動された電荷が目標電荷に等しくなると、判断アクション８１６に対する回答はイエスであり、フローはアクション８２２に分岐して、電流（及び電圧）が停止される。
【０１１０】
本方法の変形形態では、判断アクション８１６及び８１８は、フロー中に他の時間において分割又は再配置又は実行を行うことができる。本方法の様々な更に別の変形形態は、本明細書の教示に照らして容易に考案される。
【０１１１】
他の変形では、８１６での判断アクションは、移動される目標電荷量ではなく経過した時間に基づくことができると考えられる。
【０１１２】
判断アクション８２４に戻ると、透過率変更が完全脱色状態に向いたものになると決定された場合、フローは図１０Ｂのアクション８２６に進む。アクション８２６では、感知電圧限界が決定され、脱色時間も決定される。感知電圧限界は、一部の実施形態では最大透過率に対するものであるエレクトロクロミックデバイスを十分放電する場合に０Ｖである。ここでもまた、アクション８２８で一定供給電流がエレクトロクロミックデバイスに印加され、感知電圧及び供給電流がアクション８３０で測定される。次に、フローは、判断アクション８３２に進み、ここで定電流印加の経過時間がアクション８２６で決定された脱色時間に到達したか否かを決定する。経過時間が脱色時間に達しなかった場合には、フローは判断アクション８３４に分岐する。一部の事例では、感知電圧はゼロボルトに保持されることになり、定電流８２８又は可変電圧／電流８３６は、予め決められた持続時間に経過時間が到達するまで印加される。
【０１１３】
図１０Ｂの判断アクション８３４では、感知電圧が感知電圧限界に到達したか否かが決定される。感知電圧が感知電圧限界に達していない場合、判断アクション８３４に対する回答はノーであり、フローはアクション８３０に分岐してループを継続し、感知電圧及び供給電流を測定して、判断アクション８３２において経過時間が脱色時間に到達したか否かを決定する。感知電圧が感知電圧限界に到達した場合、判断アクション８３４に対する回答はイエスであり、フローはアクション８３６に分岐する。
【０１１４】
図１０Ｂのアクション８３６では、定電流８２８が停止され、可変電圧又は可変電流がエレクトロクロミックデバイスのバスバーに供給されて、感知電圧を感知電圧限界に維持する（エレクトロクロミックデバイスの感知電圧端子で）。これは、定電流を停止する段階、及び電源の可変作動に変更する段階を伴う。例えば、電源の電圧又は電流は、感知電圧がモニタされている間に調節され、例えば、図３の電源制御モジュールのようなドライバ又はコントローラによって調節が適宜に行われる。更に別の実施例として、図８の電源及び電圧感知回路の出力バッファにマイクロコントローラによって印加されるパルス幅変調がマイクロコントローラによって調節されて、一定感知電圧を維持する。次に、このプロセスは、アクション８３０に分岐し、感知電圧及び電流がモニタされ判断アクション８３２に進む。
【０１１５】
経過時間が脱色時間に到達すると、判断アクション８３２に対する回答はイエスであり、フローは、アクション８３８に分岐して、ここで電流（及び電圧）が停止する。
【０１１６】
本方法の変形形態では、判断アクション８３２及び８３４は、フロー中に他の時間で分割又は再配置又は実行を行うことができる。本方法の様々な更に別の変形は、本明細書の教示に照らして容易に考案される。
【０１１７】
一部の事例では、完全脱色状態に切り換えるためにデバイスに供給される定電流は、時間的持続期間以外のトリガ後で図１０Ｂの８３８で停止される。例えば、定電流は、特定の目標電荷量が移動した後で停止することができる。定電流を停止するための別の例示的な基準は、特定の電圧限界が測定されたという決定である。例えば、感知電圧の大きさ（すなわち、絶対値）が、１Ｖ未満、又は０．１Ｖ未満、又は０．０５Ｖ未満、又は０．０１Ｖ未満のようなある特定の値未満であるときに定電流を停止することができる。
【０１１８】
一部の実施形態において、完全脱色状態は、完全放電デバイスに対応し、アクション８３８の後（脱色時間が経過して、電流が停止した場合）、プロセスフローは、図１０Ｃのアクション８４０に進み、ここで電荷カウンタが再度ゼロにされる。
【０１１９】
一部の事例では、感知電圧がゼロボルトに保持されたとき、又は感知電圧が１００ｍＶ未満、又は５０ｍＶ未満、又は１０ｍＶ未満、又は１ｍＶ未満、又は０．１ｍＶ未満、又は０．０１ｍＶ未満、又は０．００１ｍＶ未満のようなある特定の値未満であるときに、電荷カウンタ８４０を再度ゼロにすることが開始される。
【０１２０】
一部のエレクトロクロミックデバイスでは、デバイスが完全脱色状態であるときに隔離を実行することが有利である。従って、一部の事例では、電荷カウンタが再度ゼロにされた後に、フローは、図８ｃの判断アクション８４２に進むことができる。判断アクション８４２では、隔離を実行すべきかが決定される。回答がノーである場合、フローは判断アクション８０２に分岐することができる。回答がイエスである場合、隔離を実行するためフローはアクション８４４に進むことができる。
【０１２１】
隔離を実行するための判断は、設定された時間スケジュール（例えば、１日につき一度）、エレクトロクロミックデバイスの状態（例えば、完全脱色）、電気測定（例えば、事前設定された限界未満の感知電圧の大きさ）、又は何らかの条件の組み合わせのようなあらゆる数の条件に基づくことができる。例えば、隔離を実行するための判断は、デバイスが完全脱色状態にあるとき（例えば、アクション８３８の後）と以前の隔離サイクルから２時間よりも多くが経過した場合の組み合わせに基づくことができる。別の実施例は、あらゆる全面脱色サイクルが完了した後（例えば、アクション８３８の後）とすることができる。別の実施例は、感知電圧の大きさが０．１Ｖ未満であり且つ他のサイクルが実行されていない（例えば、８１６、８１８、８３２、又は８３４に対する回答がノーである）度とすることができる。
【０１２２】
本方法の他の変形形態では、図１０Ｃの判断アクション８４２は、本明細書の教示に照らして８０４、８３０、又は８３８の後のようなフロー中の他の時間に実行することができる。
【０１２３】
隔離が実行されると、フローはアクション８４４に進み、ここで定電圧が隔離端子を用いて供給される。例えば、定電圧は、隔離端子（例えば、図３の１２２）とバスバーのうちの１つ（例えば、図３の１２０）との間に印加することができる。更に別の例により、隔離端子（例えば、図７の７２０）と電源のＶＳＯＵＲＣＥ−端子（例えば、図７の６２８）の間に定電圧を印加することができる。定電圧が印加されているときに、フローはアクション８４６に進み、隔離電圧（すなわち、Ｖｓｅｑ）及び電流がモニタされる。
【０１２４】
判断アクション８４８では、定電圧が事前設定隔離時間に等しい時間的持続期間にわたって印加されたかどうかが決定される。隔離の経過時間が満足されなかった場合、フローは８４６に分岐し、隔離電圧（すなわち、Ｖｓｅｑ）及び電流のモニタリングが続けられる。隔離の経過時間が満足された場合、フローはアクション８５０に進み、隔離電圧が停止される。アクション８５０の後に、フローは８０２に分岐する。一部の事例では、隔離は時間的持続期間以外のトリガの後で停止される。例えば、特定の目標電荷量が移動した後又は特定の電圧限界が測定されたと決定されたときに、アクション８４４の定電圧を停止することができる。
【０１２５】
他の実施形態において、定電圧ではなく定電流を隔離端子に印加することにより、又は測定された電流又は電圧限界に基づいて可変電圧／電流を印加することにより、隔離を達成することができる。例えば、感知電圧端子は、隔離要素に追加することができ、隔離要素内の様々な位置のローカル電圧を別々にモニタするのに使用することができる。
【０１２６】
本明細書に記載される方法は、従来の汎用コンピュータシステムのようなデジタル処理システムと共に実行することができることを理解されたい。別の方法では、１つの機能だけを実行するように設計又はプログラムされた専用コンピュータを使用することもできる。図１１は、本明細書に記載される実施形態を実施することができる例示的コンピュータデバイスを示す図である。図１１のコンピュータデバイスを使用して、一部の実施形態によるエレクトロクロミックデバイスを制御するための機能の実施形態を実行することができる。コンピュータデバイスは、バス９０５を通じてメモリ９０３に結合された中央演算処理装置（ＣＰＵ）９０１と大容量ストレージデバイス９０７とを含む。大容量ストレージデバイス９０７は、一部の実施形態において、ローカル又はリモートとすることができるディスクドライブのような永続データストレージデバイスを表している。大容量ストレージデバイス９０７は、一部の実施形態においてバックアップストレージを実施することができる。メモリ９０３は、リードオンリーメモリ、ランダムアクセスメモリなどを含むことができる。一部の実施形態では、コンピュータデバイスに存在するアプリケーションは、メモリ９０３又は大容量ストレージデバイス９０７のようなコンピュータ可読媒体に格納するか、又はこれを介してアクセスすることができる。アプリケーションはまた、コンピュータデバイスのネットワークモデム又は他のネットワークインタフェースを介してアクセスされて変調された変調電子信号の形態とすることができる。ＣＰＵ９０１は、一部の実施形態において、汎用プロセッサ、専用プロセッサ、又は特別にプログラムされた論理デバイスに実施することができることを理解されたい。
【０１２７】
ディスプレイ９１１は、バス９０５を通じてＣＰＵ９０１、メモリ９０３、及び大容量ストレージデバイス９０７と通信する。ディスプレイ９１１は、本明細書に記載されるシステムに関連付けられたあらゆる視覚化ツール又はレポートを表示するように構成される。入力／出力デバイス９０９は、ＣＰＵ９０１に指令選択の情報を通信するためにバス９０５に結合される。外部デバイスとの間のデータは、入力／出力デバイス９０９を通じて通信することができることを理解されたい。ＣＰＵ９０１は、例えば、図３〜図１０に関して記載された機能を有効にするために、本明細書に記載される機能を実行するように定義することができる。この機能を具現化するコードは、一部の実施形態におけるＣＰＵ９０１のようなプロセッサによって実行するために、メモリ９０３又は大容量ストレージデバイス９０７内に格納することができる。コンピュータデバイスのオペレーティングシステムは、ＭＳ−ＷＩＮＤＯＷＳ（登録商標）、ＵＮＩＸ（登録商標）、ＬＩＮＵＸ（登録商標）、ｉＯＳ（商標）、又は他の既知のオペレーティングシステムとすることができる。本明細書に記載される実施形態は、仮想化コンピュータシステムと統合してもよいことを理解されたい。
【０１２８】
詳細な例示的実施形態を本明細書で開示した。しかしながら、本明細書に開示する特定の機能的詳細事項は、単に実施形態を説明する目的で表現されたものである。但し、実施形態は、多くの代替形態で実施することができ、本明細書に記載される実施形態にのみ限定されるものと解釈すべきではない。
【０１２９】
第１、第２などのような用語は、様々な段階又は計算を記述するために本明細書に使用することができるが、これらの段階又は計算は、これらの用語により限定されるものではない点を理解されたい。これらの用語はある段階又は計算を別の段階又は計算と区別するためにのみ使用される。例えば、本開示の範囲から逸脱することなく、第１の計算は、第２の計算と呼ぶことができ、同様に、第２の段階は、第１の段階と呼ぶことができる。本明細書で使用される用語「及び／又は」及び「／」の記号は、関連付けられて列挙した項目の１又は２以上の何れか及び全ての組み合わせを含む。
【０１３０】
本明細書で使用される単数形態は、前後関係から明らかに別の意味を示さない限り、複数形態も含むものとする。本明細書で使用される「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」、「ｉｎｃｌｕｄｅｓ」、及び／又は「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」という用語は、述べた特徴、整数、段階、作動、要素、及び／又は構成要素の存在を示すが、１又は２以上の他の特徴、整数、段階、作動、要素、構成要素、及び／又はその群の存在又は追加を除外しないことは更に理解されるであろう。従って、本明細書に使用する用語は、特定の実施形態を説明することを目的としており、限定を意味するものではない。
【０１３１】
また、一部の代替の実施において、説明された機能／行為は、図に示す順序以外で行うことができる点に留意されたい。例えば、連続して示される２つの図は、実質的に同時に実行することができ、或いは、場合によっては関わっている機能／行為に応じて逆の順序で実行することができる。
【０１３２】
上述の実施形態を念頭に置いて、実施形態がコンピュータシステムに格納されたデータを含む様々なコンピュータ実装動作を利用できることを理解されたい。これらの動作は、物理的な量の物理的な操作を要求するものである。通常は、必須ではないが、これらの量は、格納、転送、結合、比較、及び他の操作を行うことができる電気信号又は磁気信号の形態を取る。更に、実行される操作は、生成、識別、決定、又は比較などの用語で呼ばれることが多い。実施形態の一部を形成する本明細書に説明した動作の何れもが有用な機械動作である。実施形態はまた、これらの動作を実行するためのデバイス又は装置に関連する。装置は、要求される目的に合わせて専用に構成することができ、又は装置は、コンピュータに格納されたコンピュータプログラムによって選択的に起動又は構成される汎用コンピュータとすることができる。特に、様々な汎用機械は、本明細書の教示に従って記述されたコンピュータプログラムと共に使用することができ、又は要求される動作を実行するように特化された装置を構成することがより好都合とすることができる。
【０１３３】
モジュール、アプリケーション、レイヤー、エージェント、又は他の方法動作可能エンティティは、ハードウエア、ファームウエア、又はプロセッサ実行ソフトウエア、又はこれらの組み合わせとして実施することができる。ソフトウエアベースの実施形態が本明細書に開示される場合、ソフトウエアは、コントローラのような物理的機械で具現化することができる点を理解されたい。例えば、コントローラは、第１のモジュール及び第２のモジュールを含むことができる。コントローラは、例えば、方法、アプリケーション、レイヤー、又はエージェントの様々なアクションを実行するように構成することができる。
【０１３４】
実施形態はまた、有形の非一時的コンピュータ可読媒体上のコンピュータ可読コードとして具現化することができる。コンピュータ可読媒体は、データを格納することができるあらゆるデータストレージデバイスであり、データは、コンピュータシステムによって後で読み取ることができる。コンピュータ可読媒体の例は、ハードドライブ、ネットワーク接続ストレージ（ＮＡＳ）、リードオンリーメモリ、ランダムアクセスメモリ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープなどの光学及び非光学データストレージデバイスを含む。コンピュータ可読媒体はまた、コンピュータ可読コードが分散様式で格納及び実行されるようにネットワーク結合コンピュータシステムにわたって分散させることができる。本明細書に記載される実施形態は、ハンドヘルドデバイス、タブレット、マイクロプロセッサシステム、マイクロプロセッサベース又はプログラマブル家庭用電子機器、ミニコンピュータ、及びメインフレームコンピュータ及び同様のものを含む様々なコンピュータシステム構成によって実施することができる。実施形態はまた、有線又は無線ネットワークを介してリンクされた遠隔処理デバイスによってタスクが実行される分散コンピュータ環境で実施することができる。
【０１３５】
方法の動作は特定の順序で説明したが、他の動作は、記載された動作の間で実行することができ、記載した動作は、僅かに異なる時間に発生するように調節できること、又は記載した動作は、処理に関連付けられた様々な間隔で処理動作の発生を可能にするシステムにおいて分散させることができることを理解されたい。
【０１３６】
様々な実施形態において、本明細書に記載される方法及び機構の１又は２以上の部分は、クラウドコンピュータ環境の一部を形成することができる。このような実施形態において、１又は２以上の様々なモデルに従って、サービスとしてインターネットを通じてリソースを提供することができる。このようなモデルは、インフラストラクチャー・アズ・ア・サービス（ＩａａＳ）、プラットフォーム・アズ・ア・サービス（ＰａａＳ）、及びソフトウエア・アズ・ア・サービス（ＳａａＳ）を含むことができる。ＩａａＳでは、コンピュータインフラストラクチャーがサービスとして配信される。このようなケースでは、コンピュータ機器は、一般的にサービスプロバイダによって所有され作動される。ＰａａＳモデルでは、ソフトウエアソリューションを開発するために開発者によって使用されるソフトウエアツール及び基礎となる機器をサービスとして提供し、サービスプロバイダによってホストすることができる。ＳａａＳは、典型的には、オンデマンドサービスとしてサービスプロバイダライセンスソフトウエアを含む。サービスプロバイダは、ソフトウエアをホストすることができ、又は所与の時間期間にわたって顧客にソフトウエアを配布することができる。上述のモデルの多数の組み合わせが可能であり企図される。
【０１３７】
様々なユニット、回路、又は他の構成要素は、１又は複数のタスクを実行するように「構成される」ものとして記載又は特許請求することができる。このような状況では、「構成される」という表現は、ユニット／回路／構成要素が作動中に１又は複数のタスクを実行する構造（例えば、回路）を含むことを示すことによって、構造を示唆するのに使用される。従って、ユニット／回路／構成要素は、指定されたユニット／回路／構成要素が現在は機能していない（例えば、オンではない）ときでも、タスクを実行するように構成されると言える。「構成される」表現と共に使用されるユニット／回路／構成要素は、ハードウエア、例えば、回路、作動を実施するために実行可能なプログラム命令を格納するメモリなどを含む。ユニット／回路／構成要素が１又は２以上のタスクを実行するように「構成される」という記載は、当該ユニット／回路／構成要素に対して「３５  Ｕ．Ｓ．Ｃ．１１２」の第６段落を行使しないことを明示的に意図する。加えて、「構成される」は、問題になっているタスクを実行することができる方式で動作させるようにソフトウエア及び／又はファームウエア（例えば、ＦＰＧＡ又はソフトウエアを実行する汎用プロセッサ）によって操作される汎用構造（例えば、汎用回路）を含むことができる。「構成される」はまた、１又は２以上のタスクを実施又は実行するように適応されたデバイス（例えば、集積回路）を製作する製造プロセス（例えば、半導体製作設備）を適用する段階を含むことができる。
【０１３８】
説明の目的のための以上の記載は、特定の実施形態に関して説明してきた。しかしながら、上述の例示的な説明は、包括的なもの又は開示される厳密な形態に限定することを意図するものではない。上述の教示に照らして、多くの変更及び変形が実施可能である。実施形態は、実施形態の原理及びその実際の応用を完全に説明するために選択及び記載され、これによって当業者は、企図される特定の用途に適合できるように実施形態及び様々な修正形態を十分に利用できるようになる。従って、本発明の実施形態は、限定ではなく例示としてみなすべきであり、本発明は、本明細書で与えられた詳細事項に限定されず、むしろ添付の特許請求の範囲及びその均等物内で修正することができる。
【０１３９】
（エレクトロクロミックデバイスの実施形態）
【０１４０】
図１２は、本開示の第１の実施形態による、エレクトロクロミックデバイス１の断面構造図を示す。中心から外側に向かって、エレクトロクロミックデバイス１は、イオン伝導体層１０を備える。第１の電極層２０は、イオン伝導体層１０の一方の側面上でその第１の表面と接触し、第２の電極層２１は、イオン伝導体層１０の他方の側面上でその第２の表面と接触している。加えて、第１及び第２の電極層２０，２１のうちの少なくとも１つは、エレクトロクロミック材料を含み、１つの実施形態において、第１及び第２の電極層２０，２１は各々、エレクトロクロミック材料を含む。中央の構造、すなわち、層２０，１０，２１は、第１及び第２の導電層２２及び２３の間に位置付けられ、これら第１及び第２の導電層２２及び２３は、「外側基板」２４，２５に接して配列される。要素２２，２０，１０，２１，２３は、全体として、エレクトロクロミックスタック２８と呼ばれる。
【０１４１】
導電層２２は、バスバー２６を介して電源（図示せず）の１つの端子と電気的に接触し、導電層２３は、バスバー２７を介して電源（図示せず）の他方の端子と電気的に接触し、これによりエレクトロクロミックスタック２８の透過率は、導電層２２，２３に電圧パルスを印加することによって変えることができる。パルスにより、電子及びイオンが第１及び第２の電極層２０，２１間を移動するようになり、結果として、第１及び／又は第２の電極層におけるエレクトロクロミック材料が光学的状態を変化させ、これによりエレクトロクロミックスタック２８を透過状態から低透過性状態に、又は低透過性状態から透過状態に切り換える。１つの実施形態において、エレクトロクロミックスタック２８は、電圧パルスの前は透明であり、電圧パルスの後では透過性が低い（例えば、より反射性又は着色）状態にあり、或いはその逆であってもよい。
【０１４２】
低透過性状態と透過状態の間の遷移に関する記載は、限定ではなく、電磁放射線の透過率に対してエレクトロクロミック材料によって達成可能な遷移の全範囲を記述することを意図している点を理解されたい。例えば、透過率の変化は、第１の光学的状態から、（ｉ）該第１の光学的状態よりも相対的に吸収性が高い（すなわち、低透過性の）第２の光学的状態まで、又は（ｉｉ）該第１の光学的状態よりも相対的に低吸収性（すなわち、高透過性）の第２の光学的状態まで、又は（ｉｉｉ）該第１の光学的状態よりも相対的に高反射性（すなわち、低透過性）の第２の光学的状態まで、又は（ｉｖ）該第１の光学的状態よりも相対的に低反射性（すなわち、高透過性）の第２の光学的状態まで、又は（ｖ）該第１の光学的状態よりも相対的に高反射性及び高吸収性（すなわち、低透過性）の第２の光学的状態まで、又は（ｖｉ）該第１の光学的状態よりも相対的に低反射性及び低吸収性（すなわち、高透過性）の第２の光学的状態までの変化とすることができる。加えて、透過率の変化は、エレクトロクロミックデバイスによって達成可能な２つの光学的極限状態間、例えば、透明な第１の状態と不透明又は反射的（鏡面）な第２の状態間のものとすることができる。或いは、透過率の変化は、２つの光学的状態間のものとすることができ、その少なくとも１つが、特定のエレクトロクロミックデバイスによって達成可能な２つの極限状態間（例えば、透明と不透明、又は透明と鏡面）のスペクトルに沿った中間の状態である。本明細書において特に指定のない限り、低透過性及び高透過性又は脱色−着色遷移に関して記載される際はつねに、対応するデバイス又はプロセスは、非反射−反射、透明−不透明、その他などの別の光学的状態遷移を含む。更に、用語「脱色」は、光学的に中性の状態、例えば、非着色、透明、又は半透明状態を指すことができる。更にまた、本明細書において特に指定のない限り、エレクトロクロミック遷移の「色」は、何れかの特定の波長又は波長の範囲に限定されない。当業者には理解されるように、適切なエレクトロクロミック材料及び対電極材料の選択は、関連の光学遷移に影響を与える。
【０１４３】
一般に、透過率の変化は、好ましくは、赤外放射線から紫外放射線の範囲の波長を有する電磁放射線に対する透過率の変化を含む。例えば、１つの実施形態において、透過率の変化は、主として、赤外線スペクトルにおける電磁放射線に対する透過率の変化である。第２の実施形態において、透過率の変化は、主として可視スペクトルの波長を有する電磁放射線に対するものである。第３の実施形態において、透過率の変化は、主として紫外線スペクトルの波長を有する電磁放射線に対するものである。第４の実施形態において、透過率の変化は、主として紫外線及び可視スペクトルの波長を有する電磁放射線に対するものである。第５の実施形態において、透過率の変化は、主として赤外線及び可視スペクトルの波長を有する電磁放射線に対するものである。第６の実施形態において、透過率の変化は、主として紫外線、可視及び赤外線スペクトルの波長を有する電磁放射線に対するものである。
【０１４４】
一部の実施形態において、導電層２２及び２３の一方又は両方は、勾配型導電層である。本明細書で定義される「勾配」を有する導電層は、空間的に変化するシート抵抗、又は導電層内で位置の関数として変化する層の主面に実質的に平行な電流フローに対する抵抗を有する導電層を指す。一部の実施形態において、導電層は、透明な導電性酸化物（ＴＣＯ）材料の厚みに基づく勾配であり、逆対称を有する。他の実施形態において、透明な導電層の抵抗勾配は、透明な導電層の組成の勾配を生成することによる、或いはスクライブ又はエッチャントで材料をパターン形成して「電子迷路」を効果的に生成することによるなどの様々な技術によって形成することができる。使用する技術に関係なく、勾配は、互いに対して逆対称を有することができる。勾配型透明導電層は、建築窓などの大規模用途又はバス及び列車又は自動車などの輸送用途で使用されるパネル形態のＥＣデバイスでの使用を可能にする。これは、勾配型透明導電層では、バスバーにてＥＣパネル又はデバイスに電圧が印加されたときにＥＣパネル又はデバイスの両端での実効電圧の低下が存在せず、ＥＣパネルの全ての寸法にわたって着色状態間で均一な遷移を提供することに起因する。勾配型透明導電層及び本明細書で記載されるＥＣデバイスに適用可能な異なる実施形態に関する更なる詳細事項は、名称が「ＥＣ  Ｍｕｌｔｉ−Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  Ｗｉｔｈ  Ｓｐａｔｉａｌｌｙ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ」の米国特許第８，７１７，６５８号明細書（引用により本明細書に組み込まれる）、名称が「ＥＣ  Ｍｕｌｔｉ−Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  Ｗｉｔｈ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｌａｙｅｒｓ」の米国特許第９，０９１，８９５号明細書（引用により本明細書に組み込まれる）、名称が「ＥＣ  Ｍｕｌｔｉ−Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  Ｗｉｔｈ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｎｇ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ」の米国特許第９，０９１，８６８号明細書（引用により本明細書に組み込まれる）、及び名称が「ＥＣ  Ｍｕｌｔｉ−Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  Ｗｉｔｈ  Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｎｇ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ」の米国特許出願第２０１４／００４３６６８号明細書（引用により本明細書に組み込まれる）にて見出すことができる。勾配型透明導電層は、ＥＣパネルの表面全体にわたる状態間の均一な遷移を可能にすることでより大規模なＥＣデバイスが有する「虹彩効果」問題を排除するだけでなく、着色状態間及び詳細には透明状態から暗状態及びその逆の高速な遷移（すなわち、短い切り換え時間又は高速切り換え速度）を可能にすることができる。勾配ＥＣＬ技術を有するエレクトロクロミックデバイスは、高速切り換え能力を有することから、本明細書で記載されるブースト回路技術と良好に機能する。ブースト回路電源は、追加の電力を提供し、勾配ＥＣＬ又はＴＣＯ層を組み込んだエレクトロクロミックデバイスの透過率の間を極めて高速に切り換えることを可能にすることができる。
【０１４５】
（エレクトロクロミック多層スタックカソード）
【０１４６】
１つの実施形態において、本開示の多層スタックのアノード電極（すなわち、第１又は第２の電極２０，２１；図１２参照）に含まれるエレクトロクロミック材料は、無機又は有機金属であり、カソード（すなわち、第１又は第２の電極２０，２１の他方；図１２参照）に含まれるエレクトロクロミック材料は、独立した無機又は有機金属である。より具体的には、アノード及び／又はカソードに含まれるエレクトロクロミック材料は、無機又は有機金属の固体材料であって、アニオン性原子又は酸化物、水酸化物、リン酸塩、シアン化物、ハロゲン化物などのリガンドによって架橋又は分離され、エレクトロクロミックサイクル中に金属が還元又は酸化されるときにインターカレート及びデインターカレートすることができる、プロトン、リチウム、ナトリウム、カリウムなどの移動イオンを含む金属を備えた３Ｄ骨格構造を有する。
【０１４７】
Ｗ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｖ、及びＭｏの酸化物は、電荷挿入（還元）下で着色し、カソードエレクトロクロミック材料と呼ばれる。Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ及びＩｒの酸化物は、電荷抽出（酸化）により着色し、アノードエレクトロクロミック材料である。１つの実施形態において、カソード着色膜は、タングステン、モリブデン、ニオブ、及びチタンをベースとする酸化物を含む。
【０１４８】
Ｗ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｖ、及びＭｏを含む様々なカソード着色膜は、当技術分野において既知であり、蒸着プロセス、湿式コーティングプロセス、スプレーコーティングプロセス、浸漬コーティング及び電着を含む幾つかの堆積プロセスによって調製することができる。これらのカソード薄膜の多くは、サイクル中に電荷を均衡させるためにリチウム又はプロトンがインターカレートされた混合金属酸化物である。加えて、かかる材料の非酸化物ベースの薄膜は、カソードエレクトロクロミック膜として有用とすることができる。１つの実施形態において、カソード着色膜は、Ｗ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｖ、及びＭｏをベースとする酸化物、水酸化物及び／又はオキシ水素化物を含む。
【０１４９】
外部電源及びブースト回路電源を備えたエレクトロクロミックデバイスは、Ｗ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｖ、及びＭｏをベースとする酸化物、水酸化物及び／又はオキシ水素化物を有するカソード着色膜を含むカソードを有することができる。外部電源及びブースト回路電源を備えたエレクトロクロミックデバイスは、蒸着プロセス、湿式コーティングプロセス、スプレーコーティングプロセス、浸漬コーティング及び電着を含む幾つかの堆積プロセスによって調製される、Ｗ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｖ、及びＭｏを含むカソード着色膜を有することができる。
【０１５０】
（エレクトロクロミック多層スタックイオン伝導体）
【０１５１】
イオン伝導体層１０は、エレクトロクロミックデバイスが、光学的に低透過性の（「着色」）状態と光学的に高透過性の（「脱色」）状態との間を切り換えるときにイオンが通過して輸送される媒体としての機能を果たす。別の言い方をすると、イオン伝導体層は、エレクトロクロミックスタック２８の両端に電圧が印加されたときに、第１及び第２の電極層２０，２１間の十分なイオン伝導を可能にする。材料の選択に応じて、このようなイオンは、リチウムイオン（Ｌｉ＋）及び／又は水素イオン（Ｈ＋）（すなわち、プロトン）を含む。特定の実施形態において、他のイオンを利用することができる。これらのイオンには、重水素イオン（Ｄ＋）、ナトリウムイオン（Ｎａ＋）、カリウムイオン（Ｋ＋）、ルビジウムイオン（Ｒｂ＋）、セシウムイオン（Ｃｓ＋）、アンモニウムイオン（ＮＨ４＋）、カルシウムイオン（Ｃａ４＋）、バリウムイオン（Ｂａ２＋）、ストロンチウムイオン（Ｓｒ＋＋）、マグネシウムイオン（Ｍｇ＋＋）又はその他などが挙げられる。１つの実施形態において、イオン伝導体層１０は、室温（すなわち、２５°Ｃ）で少なくとも約１０-5Ｓ／ｃｍのリチウムイオン伝導性を有する。例えば、１つのこのような実施形態において、イオン伝導体層１０は、室温で少なくとも約１０-4Ｓ／ｃｍのリチウムイオン伝導性を有する。別の実施例として、１つのこのような実施形態において、イオン伝導体層１０は、室温で少なくとも約１０-3Ｓ／ｃｍのリチウムイオン伝導性を有する。別の実施例として、１つのこのような実施形態において、イオン伝導体層１０は、室温で少なくとも約１０-2Ｓ／ｃｍのリチウムイオン伝導性を有する。好ましくは、イオン伝導体層１０は、通常の動作中に起こる電子移動を無視できるほど、十分に低い電子伝導性を有する。１つの実施形態において、イオン伝導体層は、１０ミクロンよりも厚い、又は２０ミクロンよりも厚い、又は３０ミクロンよりも厚い、又は５０ミクロンよりも厚い、又は１００ミクロンよりも厚い、又は２００ミクロンよりも厚い、又は５００ミクロンよりも厚い、又は１０〜１０００ミクロン、又は１０〜５００ミクロン、又は１０〜２００ミクロン、又は１００〜１０００ミクロンの厚みを有する。外部電源及びブースト回路電源を備えたエレクトロクロミックデバイスは、１０ミクロンよりも厚い、又は２０ミクロンよりも厚い、又は３０ミクロンよりも厚い、又は５０ミクロンよりも厚い、又は１００ミクロンよりも厚い、又は２００ミクロンよりも厚い、又は５００ミクロンよりも厚い、又は１０〜１０００ミクロン、又は１０〜５００ミクロン、又は１０〜２００ミクロン、又は１００〜１０００ミクロンの厚みを有するイオン伝導体層を有することができる。
【０１５２】
イオン伝導体層１０はまた、光学的に低透過性状態と光学的に高透過性状態との間でエレクトロクロミックデバイスの繰り返されるサイクルに耐えるよう、十分な耐久性を有することが好ましい。例えば、１つのこのような実施形態において、イオン伝導体層１０のリチウムイオン伝導性は、エレクトロクロミックデバイスの低透過性状態（例えば、約５％の透過性）と高透過性状態（例えば、約７０％の透過性）との間のサイクルを８５°Ｃで少なくとも１００時間繰り返す際に変動が約５％未満である。更なる実施例として、１つのこのような実施形態において、イオン伝導体層１０のリチウムイオン伝導性は、エレクトロクロミックデバイスの低透過性状態と高透過性状態との間のサイクルを８５℃で少なくとも１００時間繰り返す際に変動が約４％未満である。更なる実施例として、１つのこのような実施形態において、イオン伝導体層１０のリチウムイオン伝導性は、エレクトロクロミックデバイスの低透過性状態と高透過性状態との間のサイクルを８５℃で少なくとも１００時間繰り返す際の変動が約３％未満である。更なる実施例として、１つのこのような実施形態において、イオン伝導体層１０のリチウムイオン伝導性は、エレクトロクロミックデバイスの低透過性状態と高透過性状態との間のサイクルを８５℃で少なくとも１００時間繰り返す際の変動が約２％未満である。更なる実施例として、１つのこのような実施形態において、イオン伝導体層１０のリチウムイオン伝導性は、エレクトロクロミックデバイスの低透過性状態と高透過性状態との間のサイクルを８５℃で少なくとも１００時間繰り返す際の変動が約１％未満である。更なる実施例として、１つのこのような実施形態において、イオン伝導体層１０のリチウムイオン伝導性は、エレクトロクロミックデバイスの低透過性状態と高透過性状態との間のサイクルを８５℃で少なくとも１００時間繰り返す際の変動が約０．５％未満である。
【０１５３】
加えて、エレクトロクロミックデバイス１の製造時、構造体（例えば、自動車、飛行機、又は建物）への組み込み時、及び／又はその意図される最終使用環境（例えば、そのような構造体中の建築用窓、サンルーフ、天窓、鏡、その他として）の際にエレクトロクロミックスタック２８が暴露される可能性がある物理的応力範囲にエレクトロクロミックスタック２８が耐え得るようにするため、イオン伝導体層１０はまた、第１及び第２の電極層２０、２１に対して十分な凝集性及び付着性を有する。例えば、一実施形態において、イオン伝導体層１０は、ＡＳＴＭインターナショナル規格Ｄ１００２又はＤ５１６３に従って、１．２７ｍｍ／分で室温で測定されたときに少なくとも１００ｋＰａのラップせん断強度を有する。例えば、一実施形態において、イオン伝導体層１０は、少なくとも２００ｋＰａのラップせん断強度を有する。更なる実施例として、１つのこのような実施形態において、イオン伝導体層１０は、少なくとも３００ｋＰａのラップせん断強度を有する。更なる実施例として、１つのこのような実施形態において、イオン伝導体層１０は、少なくとも４００ｋＰａのラップせん断強度を有する。更なる実施例として、１つのこのような実施形態において、イオン伝導体層１０は、少なくとも５００ｋＰａのラップせん断強度を有する。更なる実施例として、１つのこのような実施形態において、イオン伝導体層１０は、少なくとも６００ｋＰａのラップせん断強度を有する。好ましくは、イオン伝導体層１０は、弾性変形可能である。例示的な一実施形態において、イオン伝導体層１０は、少なくとも１ｍｍの破断伸長を有する。
【０１５４】
イオン伝導体層１０に通常組み込まれる電解質の幾つかの非排他的な実施例は、溶解リチウム塩を含むポリ（エチレンオキシド）といった固体高分子電解質（ＳＰＥ）、リチウム塩を含むポリ（メチルメタクリラート）とプロピレンカルボナートの混合物といったゲル高分子電解質（ＧＰＥ）、ＧＰＥに類似するが、ポリ（エチレンオキシド）といった第２の高分子及びリチウム塩を含むエチレンカルボナート／ジエチルカルボナート溶媒混合物といった液体電解質（ＬＥ）が添加される複合ゲル高分子電解質（ＣＧＰＥ）、及びチタニア、シリカ、又は他の酸化物を添加したＬＥを含む有機−無機複合電解質（ＣＥ）である。使用されるリチウム塩の幾つかの非排他的な実施例は、ＬｉＴＦＳＩ−ＣＦ3ＳＯ2ＮＬｉＳＯ2ＣＦ3（リチウムビス（トリフルオロメタン）スルホンイミド）、ＬｉＢＦ4（テトラフルオロホウ酸リチウム）、ＬｉＡｓＦ6（ヘキサフルオロヒ酸リチウム）、ＬｉＣＦ3ＳＯ3（トリフルオロメタンスルホン酸リチウム）、及びＬｉＣｌＯ4（過塩素酸リチウム）である。好適なイオン伝導性層の更なる実施例として、シリカート、酸化ケイ素、酸化タングステン、酸化タンタル、酸化ニオブ、及びボラートが挙げられる。酸化ケイ素として、シリコン−アルミニウムオキシドが挙げられる。これらの材料には、リチウムを含む様々なドーパントをドープすることができる。リチウムドープ酸化ケイ素として、酸化リチウムケイ素アルミニウムが挙げられる。幾つかの実施形態において、イオン伝導性層は、シリカート系構造を含む。他の実施形態において、リチウムイオンの輸送に特に適合された好適なイオン伝導体として、限定ではないが、ケイ酸リチウム、ケイ酸リチウムアルミニウム、ホウ酸リチウムアルミニウム、フッ化リチウムアルミニウム、ホウ酸リチウム、窒化リチウム、ケイ酸リチウムジルコニウム、ニオブ酸リチウム、ホウケイ酸リチウム、リンケイ酸リチウム、及び他のこのようなリチウム系セラミック材料、シリカ、又はリチウムシリコンオキシドを含む酸化ケイ素が挙げられる。
【０１５５】
（エレクトロクロミック多層スタックアノード）
一実施形態において、本開示の多層スタックのアノード電極（すなわち、第１又は第２の電極２０、２１；図１２参照）に含まれるエレクトロクロミック材料は、無機又は有機金属であり、カソード（すなわち、第１又は第２の電極２０、２１の他方；図１２参照）に含まれるエレクトロクロミック材料は、独立して無機、又は有機金属である。より具体的には、アノード及び／又はカソードに含まれるエレクトロクロミック材料は、無機、又は有機金属固体材料であって、アニオン性原子又は酸化物、水酸化物、リン酸塩、シアン化物、ハロゲン化物などのリガンドによって架橋又は分離され、エレクトロクロミックサイクル中に材料が還元又は酸化されるときにインターカレーと及びデインターカレートすることができるプロトン、リチウム、ナトリウム、カリウムなどの移動イオンを含む金属を備えた３次元骨格構造を有する。
【０１５６】
Ｎｉ、Ｉｒ、及びＦｅを含む様々なアノード着色膜が当技術分野で既知であり、蒸着プロセス、湿式コーティングプロセス、スプレーコーティングプロセス、浸漬コーティング、及び電着を含む、幾つかの堆積プロセスによって調製することができる。これらのアノード膜の多くは、サイクル中に電荷を均衡させるようリチウム又はプロトンがインターカレートされた混合金属酸化物である。加えて、プルシアンブルー材料といった非酸化物系膜は、アノードエレクトロクロミック膜として有用とすることができる。一実施形態において、アノード着色膜は、酸化物、水酸化物、及び／又はニッケル、イリジウム、鉄、クロム、コバルト、及び／又はロジウムをベースとする酸水素化物を含む。
【０１５７】
外部電源及びブースト回路電源を備えたエレクトロクロミックデバイスは、酸化物、水酸化物、及び／又はニッケル、イリジウム、鉄、クロム、コバルト、及び／又はロジウムをベースとする酸水素化物を有するアノード着色膜を含むカソードを有することができる。外部電源及びブースト回路電源を備えたエレクトロクロミックデバイスは、蒸着プロセス、湿式コーティングプロセス、スプレーコーティングプロセス、浸漬コーティング及び電着を含む幾つかの堆積プロセスによって調製される、ニッケル、イリジウム、鉄、クロム、コバルト、及び／又はロジウムをベースとする酸水素化物を有するアノード着色膜を有することができる。
【０１５８】
（エレクトロクロミック多層スタック基板）
【０１５９】
「基板」は、導電層２２、２３、及び「外側基板」２４、２５を含む。一部の実施形態において、導電層は、透明導電性酸化物、薄い金属コーティング、導電性ナノ粒子ネットワーク（例えば、ロッド、チューブ、ドット）、導電性金属窒化物、及び複合導体からなる群から選択される。一部の実施形態において、外側基板は、ガラス（例えば、ソーダ石灰ガラス又はホウケイ酸ガラス）及びプラスチック（例えば、ポリカルボナート、ポリアクリル酸、ポリウレタン、ウレタンカルボナート共重合体、ポリスルホン、ポリイミド、ポリアクリラート、ポリエーテル、ポリエステル、ポリエチレン、ポリアルケン、ポリイミド、ポリスルフィド、ポリビニルアセタート及びセルロース系高分子）からなる群から選択される。
【０１６０】
外部電源及びブースト回路電源を備えたエレクトロクロミックデバイスは、ガラス（例えば、ソーダ石灰ガラス又はホウケイ酸ガラス）及びプラスチック（例えば、ポリカルボナート、ポリアクリル酸、ポリウレタン、ウレタンカルボナート共重合体、ポリスルホン、ポリイミド、ポリアクリラート、ポリエーテル、ポリエステル、ポリエチレン、ポリアルケン、ポリイミド、ポリスルフィド、ポリビニルアセタート及びセルロース系高分子）を含む基板を有することができる。
【０１６１】
一部の実施形態において、エレクトロクロミックデバイスの多層スタックの１又は２以上の導電層２２，２３は、位置の関数として変化する電気的特性を有することができる。外部電源及びブースト回路電源を備えたエレクトロクロミックデバイスは、本明細書で記載される位置の関数として変化する電気的特性を備えた１又は２以上の導電層を有することができる。エレクトロクロミックデバイスにおける１又は２以上の導電層は、赤外線から紫外線の範囲の波長を有する電磁放射線に対して透過性であり、導電層における位置の関数として変化する電流の導電層を通過する流れに対してシート抵抗Ｒｓを有する。一部の事例では、１又は２以上の導電層における最小シート抵抗Ｒｍｉｎの値に対する最大シート抵抗Ｒｍａｘの値の比は、少なくとも２である。一部の実施形態において、エレクトロクロミックデバイスにおける１又は２以上の導電層は、バスバー２６，２７に垂直な位置の関数として不均一であり、バスバーと実質的に平行な線路との間の抵抗は、バスバーと線路間の距離が増大するにつれて、非線形的に増大することになる。一部の事例では、導電層のバルク抵抗率は不均一である。一部の事例では、導電層の断面領域は不均一である（例えば、厚みは、基板にわたって変化する）。一部の事例では、導電層は、パターン形成され、バスバーから実質的に平行な線路までの抵抗は、以下でより完全に記載されるように非線形的に変化する。
【０１６２】
（エレクトロクロミック窓）
【０１６３】
外部電源及びブースト回路電源を備えたエレクトロクロミックデバイスは、エレクトロクロミック窓とすることができる。外部電源及びブースト回路電源を備えたエレクトロクロミック窓は、ＩＧＵの一部とすることができ（又はＩＧＵに一体化することができ）、ブースト回路電源は、ＩＧＵのフレーム内に配置することができる。
【０１６４】
建物用の窓は、一体形グレージングユニット（ＩＧＵ）として作られることが多く、該一体形グレージングユニット（ＩＧＵ）は、建物に断熱を提供し、スペーサによって離間して保持されるガラスの内側ペイン及びガラスの外側ペインを有する。２次シールは通常、スペーサを囲む。これは、エレクトロクロミックデバイスの無い通常の窓の一体形グレージングユニットに良好に機能し、スペーサ及び２次シールは、ガラスの２つのペオンを気密シールし且つ２つのペイン間の内側スペース内の結露を防止する。エレクトロクロミックデバイスのバスバーへの電気的接続は、気密シールを維持する必要がある一体形グレージングユニットにおいて設計上の過大をもたらす。
【０１６５】
様々な実施形態において、エレクトロクロミックデバイスを有する一体型グレージングユニット（ＩＧＵ）について、エレクトロクロミックデバイスの端子への接続の詳細と共に説明する。エレクトロクロミックデバイスの２つの基板は、互いに対して横方向にオフセットされており、エレクトロクロミックデバイスの端子の一部又は全てを晒すシェルフ又は突出部を形成する。説明の目的で、横方向は、一体形グレージングユニットの本体の平面に平行又は本体に接するとみなされ、縦方向は、一体形グレージングユニットの本体に垂直であり、例えば、一体形グレージングユニットの厚みを通る及び／又は一体形グレージングユニットの主面に垂直に延びる方向とみなされる。
【０１６６】
図１３は、層１１０６，１１０８，１１１０，１１１４，１１１８，１１２０，１１２２及びエレクトロクロミックデバイスの他の態様、スペーサ１１２４、シール１１２６，１１２８、及びドライバ又はコントローラ組立体１１４８を示す、一体形グレージングユニット１１００の斜視分解組立図である。多くの通常の非エレクトロクロミック一体形グレージングユニットと同様に、本発明の一体形グレージングユニット１１００は、断熱性であり、外側ペイン１１０２及び内側ペイン１１３０を有し、これらペインの各々は、ガラス又はプラスチック、或いは他の透明又は半透明材料とすることができる。外側ペイン１１１０２及び内側ペイン１１３０に加えて、一体形グレージングユニット１１００は、これらペイン１１１０２，１１３０間に配置されたエレクトロクロミックデバイスを有する。エレクトロクロミックデバイスを内側ペイン１１３０よりも外側ペイン１１１０２の方に近く配置することにより、エレクトロクロミックデバイスの調節可能な着色が、内側ペイン１１３０及びペイン１１１０２，１１３０間のスペースを陰にすることができ、これにより、エレクトロクロミックデバイスを内側ペイン１１３０の近くに設けたのと比較して、ペイン１１１０２，１１３０間のアルゴン、窒素、空気又は他の気体の加熱が低減される。しかしながら、種々の実施形態は、一体形グレージングユニット１１００が設置される建物の内部空間に対して、外側ペイン又は内側ペインとすることができる第１ペイン１１１０２と、内側ペイン又は外側ペインとすることができる第２ペイン１１３０とを有することができるので、これは、限定することを意図するものではない。本発明の実施形態は、平坦なものとして描かれているが、一体形グレージングユニット１１００の別の実施形態は、湾曲した表面及び材料、又は角度付きの表面、その他を利用し、また以下に説明する機構及び配置を適用することができる。
【０１６７】
一部の実施形態において、エレクトロクロミックデバイスは、単一の基板上にエレクトロクロミック材料の様々な層から構成され、該単一の基板は、一体形グレージングユニットの外側ペイン１１１０２又は内側ペイン１１３０の何れであってもよい単一のペインに結合される。図１３に示される実施形態は、２つの基板１１０６，１１２２がエレクトロクロミック材料の複数の層を狭装したエレクトロクロミックデバイスを有する。これら基板１１０６，１１２２は、通常は薄いガラスであるが、別の実施形態では、プラスチック又は他の透明又は半透明の材料を用いることができる。エレクトロクロミック材料の層は、第１の基板１１０６上に堆積され又は他の方法で取り付けられた第１の透明な伝導性酸化物層１１０８、カソード層１１１０、イオン伝導体層１１１４、アノード層１１１８、及び第２の基板１１２２上に堆積され又は他の方法で取り付けられた第２の透明な伝導性酸化物層１１２０を含む。これらの層は、種々の方法で製作又は組み立てることができ、又は変形例を想到することができる。例えば、カソード層１１１０は、第１の透明な伝導性酸化物層１１０８に取り付けられ、アノード層１１１８は、第２の透明な伝導性層酸化物１１２０に取り付けられ、イオン伝導体層１１１４又は電解質がカソード層１１１０又はアノード層１１１８の何れかにゲルとして取り付けられる。次に、２つの基板１１０６，１１２２を中間にゲルと共に結合して、エレクトロクロミックデバイスを形成することができる。一部の実施形態において、シーラント１１１２をエレクトロクロミックデバイスの縁部の周りにリングとして取り付けられて、第１の基板１１０６及び第２の基板１１２２を共にシールし、エレクトロクロミック材料が水分又は大気への暴露に起因して劣化するのを保護する。一部の実施形態において、ポリイソブチレン（ＰＩＢ）がシーラントとして利用される。ＰＩＢはシーラント材料の一例であるので、他の好適なシーラント材料を実施形態に組み込むことができる点を理解されたい。一部の実施形態において、スペーサ１１２４及びシーラント１１１２により生成されるシールは、１次シールと呼ぶことができる。
【０１６８】
一部の実施形態において、エレクトロクロミックデバイスは、キャリヤガラスに取り付けられている。図１に示されている実施形態において、エレクトロクロミックデバイスは、フィルム層１０４を用いて外側ペイン１１１０２に取り付けられ、該フィルム層１０４は、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）層、紫外線活性化接着剤、又は他の透明もしくは半透明の結合材料とすることができる。スペーサ１１２４は、例えばポリイソブチレン（ＰＩＢ）層により第２の基板１１２２に取り付けられる。２次シール１２６がスペーサ１１２４の側方で包囲している。一体形グレージングユニットの積層を完了すると、内側ペイン１１３０は、スペーサ１１２４及び２次シール１２６に取り付けられる。以上のことから、エレクトロクロミックデバイスは積層体であり、エレクトロクロミックデバイス及び外側ペイン１１１０２が積層体であり、外側ペイン１１１０２、エレクトロクロミックデバイス及び内側ペイン１１３０が積層体であり、又は積層構造体もしくは積層デバイスである。第２の基板１１２２と内側ペイン１１３０との間のギャップ又は内側スペースは、一体形グレージングユニットの全体的な特性として断熱性を提供するためにアルゴン、窒素、乾燥空気又は他の気体で充填することができる。３次シール１１２８は、２次シール１１２６を包囲しており、この３次シールは、一体形グレージングユニット１１００のための更なるシールを提供する。一部の実施形態において、３次シール１１２８は、液体、ゲル又は例えば埋め込み用化合物のような半固体として取り付けられ、これは硬化して可撓性テクスチャになる。一部の実施形態は、厚い第１の基板１１１６及び／又は第２の基板１１２２を使用し、外側ペイン１１０２及び／又は内側ペイン１１３０を省いている。別の実施形態において、外側ペイン１１０２は、第１エレクトロクロミックデバイスを有し、内側ペイン１１３０は、第２エレクトロクロミックデバイスを有する。この構成により、完全暗色状態では、すなわち、両方のエレクトロクロミックデバイスが暗色化されたときに、透過度を減少させることを可能にする。
【０１６９】
バスバー１１１６，１１４６は、エレクトロクロミックデバイスの透過率を制御するために基板１１０６，１１２２上に形成されている。例えば、アノードバスバー１１１６は、第２の透明な伝導性酸化物層１１２０を第２の基板１１２２に堆積させる前又は後に第２の基板１１２２の一方の縁部に沿って又はその近くに形成することができる。カソードバスバー１１４６は、第１の透明な伝導性酸化物層１１０８を第１の基板１１０６上に堆積させる前又は後で第１の基板１１０６の反対側の縁部に沿って又はその近くに形成することができる。バスバー１１１６，１１４６をガラス上に堆積させる１つの技術は、溶融はんだ（例えば、はんだ線）をガラス上に堆積させることである。次に、透明伝導性酸化物は、はんだ及びガラス上に堆積させることができる。又は、透明な伝導性酸化物は、ガラスに堆積させることができ、次いで、はんだが透明伝導性酸化物の頂部上に堆積される。図示の実施形態において、アノードバスバー１１１６及びカソードバスバー１１４６は、エレクトロクロミックデバイスの対向する縁部又はその近くで且つエレクトロクロミック材料の対向する面上にある。すなわち、バスバー１１１６，１１４６は、カソード層１１１０、イオン伝導性層１１１４及びアノード層１１１８の組み合わせの厚さの両側でそれぞれの透明伝導性酸化物層１１０８，１１２０に取り付けられる。バスバー１１１６，１１４６は、一部の実施形態において、カソード層１１１０、イオン層１１１４及びアノード層１１１８の組み合わせの対向する縁部又はその近くにある。別の実施形態において、複数のバスバーは、例えば、エレクトロクロミックデバイスの複数の制御ゾーン及び独立して制御される着色の複数の対応するゾーンを確立するために、種々の方法で配置することができる。
【０１７０】
一部の実施形態において、エレクトロクロミックデバイスは、隔離及び／又は感知パッド１１３６を有する。隔離により、エレクトロクロミックデバイスの電荷を隔離領域にて隔離し、隔離領域のためのバスバーとして働く２つの隔離端子により、又は１つの隔離端子と１つのバスバー１１１６により、或いは本明細書における教示と照らして容易に考案される他の変形形態によって制御することが可能となる。感知により、エレクトロクロミックデバイスの電圧を１又は２以上の感知端子で測定することが可能となる。２つの感知端子を用いて、一部の実施形態では、バスバー１１１６，１１４６と独立して感知電圧を測定することができる。１つの感知端子を用いて、バスバー１１１６，１１４６のうちの一方と比較して、感知電圧を、例えば感知端子及びバスバー１１１６の両端の電圧又は感知端子及びバスバー１１４６の両端の電圧を測定することができる。別の感知電圧を測定するための３又は４以上の感知端子もしくは他の変形形態は、本明細書における教示に照らして容易に考案される。種々の実施形態において、及び種々の組み合わせにおいて、バスバー１１１６，１１４６、１又は２以上の隔離端子及び／又は１又は２以上の感知端子は、バスバー１１１６，１１４６について上述したようなはんだを含み、又ははんだで作られる。別の実施形態において、他の材料を使用することができる。
【０１７１】
種々の実施形態において、ドライバ又はコントローラ組立体１１４８は、一体形グレージングユニット１１００に取り付けられ、又は組み付けられ、或いはこれと一体にされる。図１３〜図１５に示されているように、コントローラ組立体１１４８は、エレクトロクロミックデバイスの縁部及び一体形グレージングユニット１１００に取り付けられるが、他の場所に取り付けることもできる。コントローラ組立体１１４８は、一部の実施形態では、ドライバ組立体と呼ぶことができる。エンクロージャ１１４０及びカバー１１４４は、両方ともプラスチック、金属又は他の耐久性のある材料で作製することができ、ハウジングを形成する。ハウジングの内部には、エレクトロクロミックデバイスを制御又は駆動する電子部品を備えたコントローラボード１１３８がある。一部の実施形態において、コントローラボード１１３８は、ドライバボートと呼ぶことができる。２つのフレックス回路１１３２，１１３４又は他のワイヤは、コントローラボード１１３８をバスバー１１１６，１１４６に結合し、一部の実施形態において、隔離及び／又は感知パッド１１３６に結合する。電力通信ケーブル１１４２は、ハウジングから（すなわち、エンクロージャ１１４０及びカバー１１４４から、及びこれらのうちの一方、他方又は両方のアパーチャを通って）延びて、コントローラボード１１３８を外部電力通信手段に結合する。例えば、コントローラボード１１３８は、パワー・オーバー・イーサネット（登録商標）（ｐｏｗｅｒ  ｏｖｅｒ  Ｅｔｈｅｒｎｅｔ：ＰＯＥ）機能を備えたネットワークコネクタに結合することができる。変形形態では、コントローラ組立体１１４８は、無線モジュールを含み、ケーブル１１４２を介した通信を必要としない。一部の実施形態において、コントローラ組立体１１４８は、太陽電池、１又は２以上のバッテリー、又は他のローカル電源を使用し、ケーブル１１４２への電力を必要としない。コントローラ組立体１１４８は、無線電源機能とローカル電源機能の両方を有することができ、一部の実施形態ではケーブル１１４２を全く使用しない。一部の実施形態において、外部電源は、ケーブル１１４２を介してエレクトロクロミックデバイスに接続される。一部の実施形態において、外部電源及びブースト回路電源が、ケーブル１１４２を介してエレクトロクロミックデバイスに接続される。一部の実施形態において、外部電源及びブースト回路電源が、ケーブル１１４２を介してエレクトロクロミックデバイスに接続され、ブースト回路電源がエレクトロクロミックデバイスに近くに配置される（例えば、１ｍ未満離れて）。一部の実施形態において、コントローラ組立体１１４８は、ブースト回路電源を含むことができる。一部の実施形態において、外部電源は、ケーブル１１４２を介してエレクトロクロミックデバイスに接続され、ブースト回路電源は、コントローラ組立体１１４８に含まれる。一部の実施形態において、外部電源及びブースト回路電源を備えたエレクトロクロミックデバイスは、ＩＧＵに一体化され、ブースト回路電源はコントローラ組立体１１４８に含まれ、外部電源は、ケーブル１１４２を介してエレクトロクロミックデバイスに接続される。外部電源及びブース��回路電源を備えたエレクトロクロミックデバイスは、ＩＧＵ及びブースト回路電源に一体化することができ、ブースト回路電源のバッテリーは、ブースト回路電源はコントローラ組立体１１４８に含めることができ、外部電源は、ケーブル１１４２を介してエレクトロクロミックデバイスに接続することができる。
【０１７２】
図１４は、図１３の一体形グレージングユニット１１００のコントローラ組立体１１４８の分解斜視図である。コントローラ組立体１１４８を組み立てるため、コントローラボード１１３８は、種々の電子構成要素１２０４，１２０６，１２０８，１２１０がコントローラボード１１３８に取り付けられた状態で、エンクロージャ１１４０内に配置される。一部の実施形態において、これらの電子構成要素１２０６，１２０８は、本明細書で記載されるような、ブースト回路電源、ブースト回路電源のバッテリー、及び種々のドライバ電子機器を含むことができる。締結具２０２を用いて、コントローラボード１１３８をエンクロージャ１１４０に固定することができ、或いは、タブ、スロット又は他の機械的特徴部又は装置を用いてもよい。フレキシブル基板上にフレキシブルワイヤを有するフレックス回路１１３２，１１３４は、例えば、コントローラボード１１３８上でゼロ挿入力（ＺＩＦ）コネクタ（例えば、構成要素１２０４，２１０のうちの２つ）を使用して、コントローラボード１１３８に組み付けられる。これは、コントローラボード１１３８がエンクロージャ１１４０内に配置される前又は配置された後で、且つフレックス回路１１３２，１１３４がエレクトロクロミックデバイスの端子に組み付けられる前又は組み付けられた後に実施することができる。同様に、ケーブル１１４２は、組み立てプロセスにおける種々の時点又は段階でコントローラボード１１３８に組み付けることができる。カバー１１４４は、締結具２０２又はスナップ連結具、接着剤、滑り溝、その他などの他の特徴部もしくは装置を用いてエンクロージャ１１４０に組み付けられる。一部の実施形態において、カバー１１４４に代えて、埋め込み用化合物又は他のフィラーが用いられる。ドライバ又はコントローラ組立体１１４８の変形形態は、本明細書の教示と照らして容易に考案される。一部の実施形態において、コントローラ組立体１１４８は、ブースト回路電源、ブースト回路電源エネルギー貯蔵装置（例えば、バッテリー）、ドライバ電子機器、及び他の電子機器を含むことができる。
【０１７３】
図１５は、コントローラ組立体１４８が一体形グレージングユニット１００の縁部と面一又は埋め込まれた状態の組み付けられた一体形グレージングユニット１００の斜視図である。一部の実施形態において、コントローラ組立体１１４８は、エレクトロクロミックデバイスの縁部と面一か又は埋め込まれている。一部の実施形態において、コントローラ組立体１１４８の面一又は埋め込まれた取り付けのために十分なスペースを生成するために、２次シール１１２６は、一体形グレージングユニット１１００の縁部から埋め込まれている。これにより、スペーサ１１２４、第２ペイン１１３０、エレクトロクロミックデバイス、及び／又は第１ペイン１１０２（図１３、及び同様に図１６〜１８を参照）により境界付けられる凹部、例えば凹状領域又は容積部が生成され、ここにコントローラ組立体１１４８を組み付け又は配置することができる。３次シール１１２８（図１３参照）は、フレックス回路１１３２，１１３４がエレクトロクロミックデバイスに結合された後（図１６〜１８参照）、及びコントローラ組立体１１４８が一体形グレージングユニット１１００の縁部と面一で着座され又は凹状にされる前又は後に取り付けることができる。ケーブル１１４２は、一実施形態において存在する場合、コントローラ組立体１１４８及び３次シール１１２８から延びる。
【０１７４】
エレクトロクロミックデバイスの１つの基板１１２２がエレクトロクロミックデバイスの別の基板１１０６からオフセットされて端子１４１２，１４１４を露出させる領域におけるエレクトロクロミックデバイスの端子１４１２，１４１４を示す、一体形グレージングユニット１１００の１つのコーナー部の斜視図である。この図は、図１に示されている図と比較して上下が逆になっており、図１３に示される材料を取ってこれらを組み立て、次いで、結果として得られた組立体を図１３の左上から右下に対角に延びる水平軸線に沿って回転させたものとして視覚化することができる。従って、図１６の例図は、図１３の頂部の左端のコーナー、元は右端のコーナーを示している。フレックス回路１１３２のうちの１つが、４本のワイヤ１４０２，１４０４，１４０６，１４０８に分割されて示されており、これらワイヤは、それぞれ、エレクトロクロミックデバイスの端子１４１６，１４１４，１４１２，１４１０に結合されているが、変形形態において、ワイヤ又はフレックス回路の他の構成も考案することができる。
【０１７５】
基板１１２２が他の基板１１０６からどのようにオフセットされるか（及び同等に逆もまた同様）についての多くの実施形態が存在する。２つの基板１１２２，１１０６は、互いに対して側方に変位されて、次いで積層体として互いに組み付けることができる。例えば、一部の実施形態において、第１の基板１１０６は、図１３において第２の基板１１２２に対して右方向に移動することができ、又は図１６において第２の基板１１２２に対して左方向に移動することができる。一部の実施形態において、第２の基板１１２２は、図１３において第１の基板１１０６に対して左方向に移動することができ、又は、図１６において第１の基板１１０６に対して右方向に移動することができる。第２の基板１１２２は、第１の基板１１０６への組み付け前又は組み付け後、レーザ切断又は他の方法で切断することができる。２つの基板１１０６，１１２２は、異なる寸法で、例えば、第２の基板１１２２を第１の基板１１０６よりも短く切断することができる。一部の実施形態において、第２の基板１１２２の縁部は、一連のノッチ及びタブの形状にされ、端子１４１０，１４１２，１４１４，１４１６（及び更に図８に示される端子１５０２）は、図１６の想像線４１５で示されるように、タブ又はタブの一部として第２の基板１１２２の本体から横方向外向きに延びている。変形形態では、これは、第１の基板１１０６について、又は両方の基板１１０６，１１２２について実施することができる。オフセットにより、突出部又はシェルフが生成され、第２の基板１１２２の１つの縁部は、第１の基板１１０６の１つの縁部及び第２の基板１１２２により露出され、すなわち覆われておらず又は他の方法で隠されていない端子１４１２，１４１４から埋め込まれている。突出部又はシェルフは、第１の基板１１０６の露出部分であり、例えば、第１の透明な伝導性酸化物層１１０８（図１３参照）が示されている。好ましくは、カソード層１１１０、イオン伝導体層１１１４、及びアノード層１１１８は、これら材料を切り取り又は他の方法で除去することによって、或いはこれらを突出部又はシェルフ領域上の第１の場所に堆積させないようにすることで、突出部又はシェルフ上に存在せず、その結果、材料を覆い隠すことなく端子１４１０，１４１２，１４１４，１４１６（及び端子５０２）に容易にアクセスできるようにする。突出部又はシェルフは、エレクトロクロミックデバイスの縁部全体もしくは縁部の一部分、１又は２以上のコーナー（及び縁部の一部又は全体）、又は２つ以上の縁部、その他を含むことができる。更に、突出部又はシェルフは、図１５を参照して上述された凹部の形成に寄与し、第２の基板１１２２の縁部の内向きの変位は、凹部の容積に寄与する。
【０１７６】
ワイヤ１４０２，１４０４，１４０６，１４０８を端子１４１６，１４１４，１４１２，１４１０にどのように結合するかについては、多くの実施形態が存在する。第１の基板１１０６に対する第２の基板１１２２のオフセットにより露出される２つの端子１４１２，１４１４は各々、ワイヤ１４０６，１４０４を手作業で又は自動はんだ付け装置を用いて、もしくははんだ付けリフローを用いてはんだ付けすることができる。一部の実施形態において、これら端子１４１２，１４１４は、隔離端子と感知端子である。端子１１１６，１４１６は、第２の基板１１２２上に堆積される。一実施形態において、フレックス回路１１３２は、第２の基板１１２２及び第１の基板１１０６を共に組み付ける前にこれらの端子にリフローはんだ付けされる。第１の基板１１０６上では、端子１４１２，１４１４は、これら端子が第１の基板１１０６の段部（シェルフ又は突出部とも呼ばれる）上に露出されて第２の基板１１２２の下方である距離にわたって延びるように堆積されている。次いで、端子１４１２，１４１４に重なり合うフレックス回路１１３２のトレースは、端子に重なり合うトレースがシェルフ又は突出部上で露出されると、共にリフローはんだ付けされる。図１６では、アノードバスバー１１１６（又は、別の実施形態において、これは、カソードバスバーとすることができる）は、第２の基板１１２２の後面又は下向き面（又は図１３の第２の基板１１２２の前面もしくは上向き面）の縁部に沿った又はその近くのはんだ線として示されており、バスバー１１１６及び第２の基板１１２２は、第２の透明な伝導性酸化物層１１２０により覆われている。すなわち、図１６において上から下に、第２の基板１１２２の次に、バスバー１１１６（第２の基板１１２２を通して見える）、次いで透明な伝導性酸化物層１１２０（図３参照）が続いている。透明な伝導性酸化物層１１２０の一部分を除去してバスバー１１１６の一部分を端子１４１０として露出させることにより、ワイヤ１４０８をバスバー１１１６に取り付けることができ、或いは、透明な伝導性酸化物層１１２０は、バスバー１１１６の一部分を端子１４１０として露出させるように堆積することができる。次に、ワイヤ１４０８は、手作業によるはんだ付け、自動はんだ付け、又ははんだリフローによりバスバー１１１６に取り付けることができる。同様に、ワイヤ１４０２は、端子１４１６の一部を露出させることにより、端子１４１６、すなわちこの実施形態では別の感知端子に取り付けることができる。電気絶縁材料を施工するか、又はエレクトロクロミックデバイスの種々の層を好適な寸法決め又は配置することができ、その結果、第１の透明な伝導性層１１０８は、はんだ付け動作中に第２の透明な伝導性層１１２０に電気的に短絡することはない。変形形態では、ワイヤを端子に接続するために、他の電気的接続材料又は機構を適用することができる。バスバー１１１６の布設前に透明な伝導性酸化物層１１０８が最初に第２の基板１１２２に施工される実施形態において、対応するワイヤ１４０８は、透明な伝導性酸化物層１１０８を除去又は更に寸法決めする必要がなく、バスバー１１１６に容易に取り付けられる。
【０１７７】
図１７は、図１６に示されている一体形グレージングユニット１１００のコーナーの分解斜視図である。フレックス回路１１３２におけるノッチが、ワイヤ１４０２，１４０４，１４０６，１４０８の一部を露出させる。ワイヤ１４０２，１４０４，１４０６，１４０８の露出部分は、エレクトロクロミックデバイスのそれぞれの端子１４１６，１４１４，１４１２，１４１０への接続に利用することができる。図示の実施形態において、これら端子１４１０，１４１２，１４１４，１４１６は、はんだを含み、又ははんだで作られる。リフロープロセス（加えられる熱を用いる）は、はんだを溶融させ、かかるはんだは、一部の実施形態において、各ワイヤ及び端子のペアについて、ワイヤを端子に電気的に且つ物理的にボンディングする。このプロセスは、第１の基板１１０６に対する第２の基板１１２２のオフセットにより生成されたシェルフ又は突出領域において行われる。一部の実施形態において、第１の基板１１０６と第２の基板１１２２がペアにされる前に、端子１４１０，１４１６への接続部が形成され、これら接続部は、エレクトロクロミックデバイス内に埋め込まれる。かかる実施形態において、シェルフ又は突出領域におけるこのプロセスは、端子１４１２，１４１４に適用される。図１７は、例示及び説明目的で分解図であり、実際には、図１６に示されているように、端子１４１０，１４１６は、基板１１２２の近くに位置し、端子１４１２，１４１４は、基板１１０６の近くに位置する点を理解されたい。
【０１７８】
図１８は、エレクトロクロミックデバイスの露出端子１５０２を示す、一体形グレージングユニット１１００の別のコーナーの斜視図である。このコーナーは、図１６に示されているコーナーに対する近くの左側の対の片方として可視化することができ、図１３の右側に示されている一体形グレージングユニット１１００の近くの右側のコーナーから逆さまに見える。この実施形態において、端子１５０２は、カソードバスバー１１４６のバスバー端子であるが、別の実施形態ではアノードバスバーの端子、又は他の何らかの端子とすることができる。端子１４１２，１４１４と同様に、端子１５０２は、第１の基板１１０６に対する第２の基板１１２２のオフセットによって露出されている。カソード層１１１０、イオン伝導体層１１１４及びアノード層１１１８は、突出部又はシェルフのこの部分上には存在せず、第１の透明な伝導性酸化物層１１０８は、端子１５０２を形成するはんだ線の部分でははんだ線から除去されるか、又はその真下（図面の向きに対して）に位置している点を理解されたい。これらの種々の組み合わせは、種々の実施形態において、接続のために端子１５０２を露出させる。フレックス回路１１３２のワイヤは、上述のようなはんだ付けにより端子１５０２に接続されている。
【０１７９】
上述のシェルフ又は突出領域は、エレクトロクロミックデバイスの種々の端子へのフレックス回路１１３２，１１３４の接続のために十分なスペースを提供する。これと比較して、シェルフ又は突出領域を備えていない、オフセットなしの２つの基板を有するエレクトロクロミックデバイスは、エレクトロクロミックデバイスの端子への接続のためのこのような領域を提供しない。例えば２つの基板をこじ開けることによりワイヤ又はフレックス回路を２つの基板の間に挿入しようとすると、これによりエレクトロクロミックデバイス及び／又は基板が損傷する可能性がある。ワイヤ又はフレックス回路をエレクトロクロミックデバイスの端子に接続し、次いで２つの基板を互いに狭装しようとする結果として、ワイヤ又はフレックス回路の厚みにより２つの基板間にギャップが生じる可能性がある。はんだリフロープロセスは、はんだ線が２つの基板間に捕捉されて、シェルフ又は突出領域が可能にするように露出されない場合には、困難で又は不可能ことがある。
【０１８０】
詳細な例示的実施形態を本明細書で開示した。しかしながら、本明細書に開示する特定の機能的詳細事項は、単に実施形態を説明する目的で表現されたものである。但し、実施形態は、多くの代替形態で実施することができ、本明細書に記載される実施形態にのみ限定されるものと解釈すべきではない。
【０１８１】
第１、第２などのような用語は、様々な段階又は計算を記述するために本明細書に使用することができるが、これらの段階又は計算は、これらの用語により限定されるものではない点を理解されたい。これらの用語はある段階又は計算を別の段階又は計算と区別するためにのみ使用される。例えば、本開示の範囲から逸脱することなく、第１の計算は、第２の計算と呼ぶことができ、同様に、第２の段階は、第１の段階と呼ぶことができる。本明細書で使用される用語「及び／又は」及び「／」の記号は、関連付けられて列挙した項目の１又は２以上の何れか及び全ての組み合わせを含む。
【０１８２】
本明細書で使用される単数形態は、前後関係から明らかに別の意味を示さない限り、複数形態も含むものとする。本明細書で使用される「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」、「ｉｎｃｌｕｄｅｓ」、及び／又は「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」という用語は、述べた特徴、整数、段階、作動、要素、及び／又は構成要素の存在を示すが、１又は２以上の他の特徴、整数、段階、作動、要素、構成要素、及び／又はその群の存在又は追加を除外しないことは更に理解されるであろう。従って、本明細書に使用する用語は、特定の実施形態を説明することを目的としており、限定を意味するものではない。
【０１８３】
また、一部の代替の実施において、説明された機能／行為は、図に示す順序以外で行うことができる点に留意されたい。例えば、連続して示される２つの図は、実質的に同時に実行することができ、或いは、場合によっては関わっている機能／行為に応じて逆の順序で実行することができる。
【０１８４】
モジュール、アプリケーション、レイヤー、エージェント、又は他の方法動作可能エンティティは、ハードウエア、ファームウエア、又はプロセッサ実行ソフトウエア、又はこれらの組み合わせとして実施することができる。ソフトウエアベースの実施形態が本明細書に開示される場合、ソフトウエアは、コントローラのような物理的機械で具現化することができる点を理解されたい。例えば、コントローラは、第１のモジュール及び第２のモジュールを含むことができる。コントローラは、例えば、方法、アプリケーション、レイヤー、又はエージェントの様々なアクションを実行するように構成することができる。
【０１８５】
方法の動作は特定の順序で説明したが、他の動作は、記載された動作の間で実行することができ、記載した動作は、僅かに異なる時間に発生するように調節できること、又は記載した動作は、処理に関連付けられた様々な間隔で処理動作の発生を可能にするシステムにおいて分散させることができることを理解されたい。
【０１８６】
様々なユニット、回路、又は他の構成要素は、１又は複数のタスクを実行するように「構成される」ものとして記載又は特許請求することができる。このような状況では、「構成される」という表現は、ユニット／回路／構成要素が作動中に１又は複数のタスクを実行する構造（例えば、回路）を含むことを示すことによって、構造を示唆するのに使用される。従って、ユニット／回路／構成要素は、指定されたユニット／回路／構成要素が現在は機能していない（例えば、オンではない）ときでも、タスクを実行するように構成されると言える。「構成される」表現と共に使用されるユニット／回路／構成要素は、ハードウエア、例えば、回路、作動を実施するために実行可能なプログラム命令を格納するメモリなどを含む。ユニット／回路／構成要素が１又は２以上のタスクを実行するように「構成される」という記載は、当該ユニット／回路／構成要素に対して「３５  Ｕ．Ｓ．Ｃ．１１２」の第６段落を行使しないことを明示的に意図する。加えて、「構成される」は、問題になっているタスクを実行することができる方式で動作させるようにソフトウエア及び／又はファームウエア（例えば、ＦＰＧＡ又はソフトウエアを実行する汎用プロセッサ）によって操作される汎用構造（例えば、汎用回路）を含むことができる。「構成される」はまた、１又は２以上のタスクを実施又は実行するように適応されたデバイス（例えば、集積回路）を製作する製造プロセス（例えば、半導体製作設備）を適用する段階を含むことができる。
【０１８７】
（実施例）
本開示を更に説明するために、非限定的な実施例が下記に提供される。以降の実施例にて開示される技術は、本開示の実施において良好に機能すると本発明者らが見出した典型的な手法を表しており、従って、その実施のための形態の実施例を構成するとみなすことができることを当業者であれば理解するべきである。しかしながら、当業者は、本開示に照らして、開示される具体的な実施形態において多くの変形が可能であり、本開示の技術的思想及び範囲から逸脱することなく、同様の又は類似の結果が依然として得られることを理解するべきである。
【実施例１】
【０１８８】
ブースト回路電源を備えたエレクトロクロミックデバイス
【０１８９】
図１９は、経時的に２つの異なるエレクトロクロミックデバイスに供給される電荷を示している。Y軸はエレクトロクロミックデバイスに供給される電荷、Ｘ軸は時間である。エレクトロクロミックデバイスは、この実施例では、０．８×１．４ｍの寸法を有する略矩形のエレクトロクロミック窓である。この特定のデバイスは、第１の光透過状態から第２の光透過状態に切り換えるのに約２５０Ｃの電荷を必要とする。
【０１９０】
破線の曲線１９０４は、制限された電力量を供給するよう構成された外部電源からエレクトロクロミックデバイスに供給される電荷を経時的に示している。窓は、初期の光透過状態から最終光透過状態に切り換えるのに約８．５分を要する。
【０１９１】
実線１９０２は、制限された電力量を供給するよう構成された上述と同じ外部電源とブースト回路電源からエレクトロクロミックデバイスに供給される電荷を経時的に示している。外部電源が窓に供給することができる最大電力量は、ＸＸＸＸワット（Ｗ）である。しかしながら、この事例では、エレクトロクロミック窓用のドライバは、外部電源が供給できる制限された電力量よりも多くの電力を窓が必要としていると判断し、ブースト回路電源がエレクトロクロミック窓に電力を供給している。ブースト回路を備えた窓は、初期の光透過状態から最終光透過状態に切り換えるのにわずか約３．５分を要する。
【０１９２】
この実施例は、窓切り替え速度に影響を与えるエレクトロクロミック窓システムに課せられることが多く幾つかの一般的な設計上の制限を示している。外部電源は、システムコスト及び電力消費効率の制約に起因して、小型に制約されることが多く、制限された電力量しか供給できない。外部電源を窓に接続するワイヤのサイズ及び通電容量もまた、システムコスト及び建築設計への窓の融合性に関する制約に起因して、制約されることが多い。低電力の外部電源及び低通電容量の接続ワイヤの両方により、エレクトロクロミック窓に供給できる電力量が制限され、よってエレクトロクロミックデバイスの切り換え速度が制限される。エレクトロクロミックデバイスに局所的に配置されるブースト回路電源は、これらの問題を解決する。窓の切り換え時に大電力量を供給できるローカル電源は、窓の切り換え速度を向上させることができる。窓が切り換わっていないときは、外部電源がローカル電源を再充電するために少量の電力を供給することができる。外部電源は、低電力を供給するのに適切なサイズにされているので、システムの全体のエネルギー消費効率が向上する。局所的なブースト回路電源は、システムのコストを増大させるが、増大したコストは、より大型の電源及び外部電源を窓に接続するより大型のワイヤを用いて高速の切り換えを達成するのに必要となるであろうコストよりも遙かに小さい。
【０１９３】
図２０及び図２１は、エレクトロクロミック窓（又は別の実施形態では、別の電動デバイス）に電力を供給するための電源及びブースト回路を動作させる方法のフロー図を示す。本方法は、ブースト回路の種々の実施形態及びエレクトロクロミック窓の種々の実施形態を用いて実施することができる。図２０において、エントリーポイント「Ａ」の判断アクションは、エレクトロクロミック窓の透過率を変更するか否かを決定する。透過率を変更する場合、フローは図２１に進む。透過率を変更しない場合には、フローは、バッテリーを充電するかどうかを決定する判断アクションに進む。バッテリーを充電する場合、アクション中に外部電源がアイドル電力を供給する。バッテリーを充電しない場合、判断アクションは、バッテリーがほとんど充電されているかどうかを判断する。バッテリーがほとんど充電されている場合、アクション中、外部電源が電力を供給してバッテリーを充電し、フローは、エントリーポイント「Ａ」に進み、透過率を変更するか否かを決定する。バッテリーがほとんど充電されている状態でない場合、アクション中、外部電源は、最大電力を供給してバッテリーを充電し、フローは、エントリーポイント「Ａ」に進み、透過率を変更するか否かを決定する。
【０１９４】
図２１において、フローは、エレクトロクロミック窓の透過率を変更すると決定されて図２０から入る。判断アクションにおいて、ドライバが最大入力電力よりも多くを必要としているかどうか決定される。必要とされていない場合、外部電源は、アクション中ドライバに電力を供給し、フローは、図２０のエントリーポイント「Ａ」に進む。ドライバが最大入力電力よりも多くを必要としている場合、フローは、外部電源がドライバンに最大電力を供給するアクション及びブースト回路がドライバに電力を供給するアクションに進む。次に、判断アクションは、ドライバが最大入力電力よりも少ない電力を必要としているかどうか決定する。この判断アクションにおける回答がいいえである場合、フローは、ブースト回路がドライバに電力を供給するアクションに戻り、ドライバが最大入力電力よりも少ない電力を必要としているかどうか決定する判断アクションをループする。回答がはいである場合、ドライバは、最大入力電力よりも少ない電力を必要としており、フローは、外部電源がドライバ及びバッテリーに電力を供給するアクション中、ブースト回路がドライバへの電力の供給するのを停止するアクションに進む。これらのアクションの後、フローは、図２０のエントリーポイント「Ａ」に戻る。
【実施例２】
【０１９５】
（分散型ブースト回路電源システム及びエレクトロクロミック窓のシステム図）
【０１９６】
図２２は、複数のエレクトロクロミック窓及び分散型ブースト回路電源システムを示す図である。この実施形態において、各エレクトロクロミック窓２００８は、エレクトロクロミックドライバ２００４を有し、各エレクトロクロミックドライバ２００４はバッテリー２００６を有する。システムの電源２００２は、エレクトロクロミックドライバ２００４の各々に接続される。バッテリー２００６は、上述のように、エレクトロクロミックドライバ２００４及び関連のエレクトロクロミック窓２００８にブースト電力を提供する。電源２００２から各エレクトロクロミックドライバ２００４への電力供給は、上述のように制約がある。種々の実施形態において、複数のエレクトロクロミックドライバ２００４は、ドライバキャビネットにグループ化されて、複数のエレクトロクロミック窓２００８に電力を供給することができ、エレクトロクロミック窓２００８は、エレクトロクロミックドライバ２００４及びバッテリー２００６から分離されている。システムは、これらドライバキャビネットのうちの１又は２以上を有することができる。電源２００２は、電源キャビネットに収容することができる。
【０１９７】
別の実施形態において、各エレクトロクロミックドライバ２００４は、電源２００２を有することができ、バッテリーは、２以上のエレクトロクロミックドライバ２００４にブーストを提供することができ、エレクトロクロミックドライバ２００４は、２以上のエレクトロクロミック窓２００８に駆動電力を供給することができる、以下同様である。また、エレクトロクロミック窓２００８とは分離されて描かれているが、別の実施例において、エレクトロクロミックドライバ２００４及び／又はバッテリー２００６は、例えば、これらの一方又は両方をエレクトロクロミック窓２００８のフレーム内又はエレクトロクロミック窓２００８の材料の層間に埋め込むことによって、エレクトロクロミック窓２００８と一体化することができる。
【実施例３】
【０１９８】
（複数のエレクトロクロミック窓のための単一のブースト回路電源のシステム図）
【０１９９】
図２３は、複数のエレクトロクロミック窓及び単一のブースト回路電源システムを示す図である。この実施形態において、各エレクトロクロミック窓３００８は、エレクトロクロミックドライバ３００４を有する。システムの電源３００２は、バッテリー３００６を有するブースト回路３００３に接続される。単一のブースト回路は、複数のエレクトロクロミックドライバ３００４に接続される。バッテリー３００６は、上述のように、エレクトロクロミックドライバ３００４及び関連のエレクトロクロミック窓３００８にブースト電力を提供する。単一のブースト回路３００３を通じた電源３００２から各エレクトロクロミックドライバ３００４への電力供給は、上述のように制約がある。種々の実施形態において、複数のエレクトロクロミックドライバ３００４は、ドライバキャビネットにグループ化されて、複数のエレクトロクロミック窓３００８に電力を供給することができ、エレクトロクロミック窓３００８は、エレクトロクロミックドライバ３００４から分離されている。システムは、これらドライバキャビネットのうちの１又は２以上を有することができる。電源３００２は、電源キャビネットに収容することができる。一部の実施形態において、ブースト回路３００３は、エレクトロクロミックドライバ３００４と共にキャビネット内に存在することができる。一部の実施形態において、ブースト回路３００３は、電源３００２と共に電源キャビネット内に存在することができる。他の実施形態において、ブースト回路は、別個のブースト回路キャビネットに配置することができる。
【０２００】
また、エレクトロクロミック窓３００８とは分離されて描かれているが、別の実施例において、エレクトロクロミックドライバ３００４は、例えば、これらの一方又は両方をエレクトロクロミック窓３００８のフレーム内又はエレクトロクロミック窓３００８の材料の層間に埋め込むことによって、エレクトロクロミック窓２００８と一体化することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【国際調査報告】
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